鉅大LARGE | 點擊量：994次 | 2021年08月30日
通過針刺實驗，比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池“反擊”三元鋰離子電池？
一直“摸著石頭過河”的新能源汽車，仿佛又站在了一個新的十字路口。
是持續(xù)唯續(xù)航論？
還是保證一定的續(xù)航后，將“木桶”周邊的短板一一補(bǔ)齊，比如動力鋰離子電池的安全性？
這里，當(dāng)然不是說今朝市面上的動力鋰離子電池都不安全，只是因為已經(jīng)發(fā)生的一些由動力鋰離子電池引發(fā)的安全事故，觸動著大家的神經(jīng)，也或許已經(jīng)在影響著新能源汽車在市場上的接受度，故重點提出。
為此，筆者認(rèn)為新能源汽車或要做出一些尊重市場的選擇了，而動力鋰離子電池的安全性則是逃避不了的話題。且這個話題，也因為過去的一場“針刺實驗”被更多人關(guān)注。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
01究竟要如何看“針刺實驗”？
日前，筆者有幸參觀了比亞迪旗下弗迪電池位于重慶璧山的電池廠，在那里現(xiàn)場見證了一場磷酸鐵鋰刀片電池與三元鋰離子電池的比較“針刺實驗”。
在針尖圓錐度45°、直徑5mm、刺入速度25mm/s的耐高溫鋼針穿刺下，實驗結(jié)果與此前公開的“針刺實驗”結(jié)果一致，即目測被實驗的磷酸鐵鋰刀片電池未起火、未冒煙，被實驗的三元鋰離子電池則瞬間冒煙進(jìn)而起火、隔著玻璃也讓人很快感受到分明的熱浪襲來。
與此同時，現(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示，被實驗的磷酸鐵鋰刀片電池電壓逐步下降、針刺點溫度在36℃左右，安全閥溫度穩(wěn)定在23℃多一點。另一邊，被實驗的三元鋰離子電池電壓瞬間下降至零、針刺點溫度達(dá)到628℃、安全閥溫度隨之上升。
比較實驗結(jié)論顯而易見，在上述實驗條件下，磷酸鐵鋰刀片電池發(fā)熱可控、安全性更好。
盡管如此，依然有人會質(zhì)疑，能經(jīng)受“針刺實驗”就一定能說明動力鋰離子電池安全嗎？而三元鋰離子電池就一定不安全嗎？
要回答這個問題，我們就得進(jìn)一步了解“針刺實驗”的基本原理、磷酸鐵鋰刀片電池與三元鋰離子電池各自的特點。
首先，“針刺實驗”的出發(fā)點是在模擬遭遇短路之后，電池會否因短路引發(fā)的發(fā)熱致熱失控、進(jìn)而起火甚至爆炸。有關(guān)動力鋰離子電池而言，“針刺實驗”無疑是很苛刻的實驗，實際上它還一并模擬了內(nèi)部短路與外部短路的場景；并且，實驗所用的針越粗、實驗難度越大（比如國際電工委員會采用的是直徑1mm/3mm的針，此次實驗則是采用5mm的針）。
其次，磷酸鐵鋰刀片電池形如其名，薄而長，于熱傳導(dǎo)是非常有利的，且其正極材料磷酸鐵鋰的分析溫度約在600℃左右。盡管磷酸鐵鋰能量要低一些，但刀片電池的設(shè)計在去掉一些結(jié)構(gòu)設(shè)計后、讓其體積能量密度已然可比三元鋰。比較實驗中，塊狀的三元鋰離子電池不利于熱傳導(dǎo)，且其正極材料三元鋰的分析溫度僅約200℃左右，相對容易釋放活性氧，從而導(dǎo)致起火甚至爆炸；當(dāng)然，三元鋰的能量密度是有優(yōu)點的。
再次，于整車而言，動力鋰離子電池的安全性除了受電芯的影響外，還受封裝后的電池組設(shè)計、熱管理系統(tǒng)、整車安全結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素的影響。
所以總體而言，“針刺實驗”模擬了一種苛刻條件下的事故場景，被探測比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池經(jīng)受住實驗聲明了其較高的安全性，而被探測三元鋰離子電池因其自身的特點在這種條件的安全性實有不敵、將來可能還要綜合動力鋰離子電池的使用場景在電芯的熱傳導(dǎo)設(shè)計、電池組設(shè)計等方面作出努力。
02磷酸鐵鋰刀片電池的意義何在？
磷酸鐵鋰刀片電池的量產(chǎn)，于整個新能源汽車市場而言，確有積極意義。
在此之前，磷酸鐵鋰離子電池因重量能量密度不及三元鋰離子電池，使其在實際使用中會遇到一些障礙，緊要體現(xiàn)為在有限的車身空間里布置有限重量（體積，非等同）的動力鋰離子電池時，車子的續(xù)航里程不夠理想。尤其是在以續(xù)航為導(dǎo)向的鼓勵政策與當(dāng)前充電等配套設(shè)施有待完善的情況下，磷酸鐵鋰離子電池車型的弱點就被放大。
如今，磷酸鐵鋰刀片電池首搭即將上市的比亞迪漢EV。公開的信息顯示，新車最大續(xù)航里程為605km，從電量30%到80%快充只需25分鐘，可循環(huán)充放電3000次以上，累計行駛里程超過120萬km。
從以上信息來看，磷酸鐵鋰離子電池的使用顯然有了分明的改善。緊要表今朝續(xù)航里程超過了600km，這是此前磷酸鐵鋰離子電池幾乎達(dá)不到的高度，體現(xiàn)了比亞迪在此方面作出的努力極為出色。對此，比亞迪方面的解釋是磷酸鐵鋰刀片電池在體積能量密度比方面提升50%，堪比主流三元鋰離子電池。此外還值得大家留意的是，其在快充性能方面也非常吸引人。
說到這里，或許有人會認(rèn)為，那在安全性方面有優(yōu)點的磷酸鐵鋰刀片電池是不是會對三元鋰離子電池掀起反攻、并取而代之？
對此筆者認(rèn)為，目前比亞迪量產(chǎn)的磷酸鐵鋰刀片電池具備了較高水平的續(xù)航性能，也提高了安全性，于現(xiàn)階段的市場而言，無疑是比較貼合的。不過客觀來講，動力鋰離子電池的技術(shù)也在不斷進(jìn)化，比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池推出的同時，擁有高能量密度的三元鋰離子電池的技術(shù)也有改善提升的空間，比如進(jìn)一步增強(qiáng)電池組、車型結(jié)構(gòu)等的安全設(shè)計。
所以可以說，于當(dāng)前的新能源汽車市場而言，比亞迪磷酸鐵鋰刀片的電池的意義或在于供應(yīng)了一種切合時宜的選擇。
寫在最后：有關(guān)以電池起家的比亞迪來說，其在電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈上的積累已足以傲視群雄，而具有沖破性意義的磷酸鐵鋰刀片電池將安全性放在首位，可以說是尊重市場的體現(xiàn)，值得被肯定。期望漢EV投入市場后整車及動力鋰離子電池的表現(xiàn)吧。
