針刺測(cè)試是電池安全測(cè)試的“珠峰”嗎？

　　【太平洋汽車網(wǎng) 行情頻道】2020年3月底，新能源汽車引領(lǐng)者比亞迪宣布正式推出刀片電池。發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)播放的一段對(duì)比三種電池針刺實(shí)驗(yàn)的視頻顯示，刀片電池攻克了電池內(nèi)部短路引發(fā)的熱失控，成功征服了針刺穿透測(cè)試。一石激起千層浪，這一測(cè)試直接刺中了動(dòng)力電池行業(yè)的最大痛點(diǎn)，引發(fā)行業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注和熱議。

動(dòng)力電池?zé)崾Э赝{生命安全

鋰電池的發(fā)熱和熱失控，我們其實(shí)并不陌生，從筆記本電腦到智能手機(jī)，因?yàn)槭褂貌划?dāng)、設(shè)計(jì)缺陷等原因而導(dǎo)致過(guò)熱或爆炸的示例時(shí)有發(fā)生。而電動(dòng)汽車龐大的電池包覆蓋成百上千個(gè)電池單體，只要一個(gè)單體發(fā)生短路引發(fā)熱失控，整個(gè)電池包就有可能被殃及，造成安全事故。

導(dǎo)致電池單體熱失控的原因有很多，比如外力破壞、高溫炙烤、生產(chǎn)工藝缺陷等等。不同的電池單體由于材料不同、設(shè)計(jì)不同，在發(fā)生短路后，熱失控的劇烈程度會(huì)不一樣。一般來(lái)說(shuō)，三元鋰電池?zé)崃酷尫艅×?，表現(xiàn)為爆燃或者自燃；鐵鋰電池?zé)崃酷尫怕?，表現(xiàn)為噴煙，或者噴煙后自燃。

熱失控的劇烈程度，與電池自燃的概率正相關(guān)，這直接關(guān)系到乘坐者的生命安全。鑒于新能源車自燃事件頻發(fā)，新國(guó)標(biāo)也明確增加了電池?zé)釘U(kuò)散實(shí)驗(yàn)，要求電池?zé)崾Э睾?分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。

針刺測(cè)試刺中新能源車行業(yè)痛點(diǎn)

內(nèi)部短路是電池?zé)崾Э氐淖?a target="_blank" class="cmsLink">魁禍?zhǔn)?。那么，如何在電池開發(fā)時(shí)驗(yàn)證內(nèi)部短路引發(fā)熱失控的狀態(tài)？針刺測(cè)試看似有些極端，但其實(shí)是最直接的試驗(yàn)方法。

針刺測(cè)試，就是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，利用鋼針刺穿電池單體（或者模組），強(qiáng)制破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成內(nèi)部短路，進(jìn)而引發(fā)熱失控。在GB/T 31485-2015《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》中，能夠在針刺貫穿后1小時(shí)內(nèi)不爆燃、不起火的電池，才算通過(guò)針刺測(cè)試。

通過(guò)針刺測(cè)試視頻我們可以看到，在同樣條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過(guò)500℃，并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象，電池表面的雞蛋被炸飛。傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無(wú)明火，有煙，表面溫度達(dá)到200℃~400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦。刀片電池在針刺穿透后無(wú)明火、無(wú)煙，表面溫度在30-60℃區(qū)間。

在眾多電池安全測(cè)試中，針刺測(cè)試是業(yè)內(nèi)公認(rèn)最難通過(guò)的，被稱為“電池安全測(cè)試領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰”。測(cè)試視頻讓人們親眼目睹、直觀感受到該項(xiàng)測(cè)試的震撼，也證明刀片電池?zé)o可比擬的安全優(yōu)勢(shì)。

由于針刺測(cè)試對(duì)三元鋰電池過(guò)于嚴(yán)苛，特別是近年來(lái)三元鋰電池追求高鎳化，使得熱穩(wěn)定性進(jìn)一步下降，因此針刺測(cè)試每刺一針，都刺在了動(dòng)力電池行業(yè)的痛點(diǎn)之上。也因此，自2017年開始，針刺測(cè)試不再作為動(dòng)力電池安全測(cè)試的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，而在新國(guó)標(biāo)中，針刺測(cè)試干脆被直接拿下。

多場(chǎng)景，針刺測(cè)試和日常用車聯(lián)系緊密

針刺測(cè)試不僅僅是一項(xiàng)濫用測(cè)試，它和我們?nèi)粘Ｓ密嚶?lián)系其實(shí)非常緊密。首先，生產(chǎn)工藝缺陷、電池遭遇過(guò)充過(guò)放，都有可能導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部生長(zhǎng)出枝晶，枝晶刺穿電池內(nèi)部的隔膜后，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)短路引發(fā)熱失控；相鄰車輛起火等外部熱源的炙烤下，電池內(nèi)部也有可能發(fā)生內(nèi)短路，導(dǎo)致熱失控。

另外，乘用車動(dòng)力電池包放在車輛底部，車輛托底、碰撞時(shí)電池包受到擠壓發(fā)生變形，有可能傷及電芯，導(dǎo)致內(nèi)短路，引發(fā)熱失控?？傊?，鋰離子電池的特性決定，動(dòng)力電池不可能絕對(duì)安全，因此，負(fù)責(zé)任的電池生產(chǎn)廠商會(huì)將開發(fā)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)盡可能“就高不就低”。

作為消費(fèi)者，應(yīng)當(dāng)在選擇新能源車時(shí)擦亮眼睛，將動(dòng)力電池的安全性作為重要參考指標(biāo)，而不只是一味地追逐高續(xù)航。從行業(yè)層面看，刀片電池從技術(shù)上引領(lǐng)全球動(dòng)力電池回到發(fā)展正軌，如果能在新能源車中大量普及使用，也勢(shì)必將幫助整個(gè)行業(yè)更加健康安全地成長(zhǎng)。