登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
北极星储能网获悉,3月29日下午,比亚迪通过深圳卫视正式对外发布刀片电池,这款被比亚迪董事长王传福称作“重新定义新能源汽车安全标准”的刀片电池的安全性到底有多好?通过一个对比实验视频可以直观了解。
戳图片可看完整视频
比亚迪集团董事长兼总裁王传福在发布会称:“刀片电池采用磷酸铁锂正极材料,带来了超强的安全性及超长的循环寿命,同时刀片电池的结构设计克服了传统磷酸铁锂电池能量密度低的劣势,搭载刀片电池的新能源汽车将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉,同时兼具长寿命长续航里程的优势。刀片电池将改变行业对三元电池的依赖,将动力电池的技术路线回归正道,并重新定义新能源汽车的安全标准。”
戳图片可看完整视频
弗迪电池董事长何龙称:“相较于传统电池包、搭载刀片电池的电池包将空间利用率提升了50%”,即体积比能量密度提升。而且在模拟短路的电池针刺测试中刀片电池“不仅没有冒烟、没有着火,表面温度低于60度,也就意味着电池在一些极端情况下不会起火。”
三元锂电池、普通磷酸铁锂、刀片电池
三者在针刺试验下、安全性能差异有多大?
即将应用在比亚迪汉车型上的刀片型磷酸铁锂电池(下称“刀片电池”),通过无模组电池成组方式,提升了电池包的整体能量密度,进一步延长了车辆续航里程,在续航里程上追近了采用三元锂离子电池的主流车型。加上目前基于磷酸铁锂电池的刀片电池在安全性和抗容量衰减特性上相比三元锂离子电池更有优势,使其重新获得乘用车消费者的关注。最近比亚迪电池实验室对刀片电池进行了严酷的针刺试验,作为对比,现场也对普通磷酸铁锂和三元锂离子电池样品进行了同样的试验。下面就让我们来看看这三种电池被钢针刺穿后会发生什么?
● 热失控与针刺试验
虽然美国国家公路交通安全管理局研究认为,电动汽车起火概率要低于柴油和汽油发动机车辆,我国消防应急管理部门也表达了类似观点,但每每出现纯电动车自燃的新闻时却总是能博取到人们的关注。根据新能源汽车国家大数据联盟数据显示,去年5月以来出现事故的车辆,以2018年生产的车为主。其中,事故车辆86%为三元锂离子电池,7%为磷酸铁锂电池,7%不确定。而与电池相关的自燃事故大多与电芯热失控密切相关。
那么什么是热失控呢?电池的热失控是指电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率,大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升,最终引起电池起火或爆炸。
最新的强制性国标相较于2015版本有明显的变化,除了对2015版国标的已有项目进行修订外,还取消了模组级别安全试验、电芯针刺试验、电芯跌落试验、电芯低气压试验、电芯海水浸泡试验、电池包跌落试验以及电池包翻转试验,增加了电池包的热扩散试验和过流保护试验。在执行层面,由于新国标尚未正式推行,目前企业可以选择性执行新国标规定的过充和热扩散试验,2015版国标强制要求的针刺试验现在也作为可选项目由企业选择性执行。
● 试验样品有哪些?
此次针刺试验除了有比亚迪最新的刀片电池外,作为对比,我们也找来普通磷酸铁锂电池、NCM622三元锂离子电池(正极材料中的镍钴锰三种成分的比例为6:2:2)进行试验。我们要看看这三种电池在严酷的针刺试验下,都有怎样的表现。
此次针刺试验的电池样品都是比亚迪生产的车用动力电池电芯,电芯单体容量都在100Ah以上。从上图可以看出,普通磷酸铁锂电池和NCM622三元锂离子电池在外形和结构设计上没有太大的区别;刀片电池则与上述两者区别明显,其正负极分别布置在电池长度方向的两端。
● 刀片电池是什么黑科技?
既然今天针刺试验的主角是刀片电池,首先我们就要对它有个大致的了解,到底比亚迪的刀片电池是一样怎么样的东西?它在技术上有怎样的先进性呢?下面我就来给大家科普一下。
根据此前公布的消息,汉纯电动版车型将会搭载重量为549kg、容量为77kWh的电池包。按照刀片电池单体参数来简单推算一下,该电池包内将集成超过200个刀片电池单体。
比亚迪通过CTP设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的40-50%提升至60-80%。设计的更新换代带来的直接好处就是在采用原有磷酸铁锂电池技术的前提下较大地提升纯电动车的续航里程。上面对刀片电池进行了简单的科普,更详细的技术解析可参看下面这篇文章的相关介绍。
● 针刺实验是怎么做的?
按照GB/T 31485-2015的针刺试验方法,将电池充满电,用直径为5-8mm的耐高温钢针(此次试验采用5mm直径的钢针),以(25±5)mm/s的速度,从垂直于电池极板的方向贯穿,贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心,钢针停留在电池中,观察1小时,不起火、不爆炸才算合格。
单个电池热失控时,其外壳温度越高,电池间的热扩散会越迅速,这意味着临近的电池也会更快地升温而相继触发热失控,导致电池包的安全系数下降。实验中的鸡蛋如果很快地被煎熟,说明电池在受到针刺时出现明显的热失控导致电池温度急剧上升。
● 实验结果到底咋样?
此次针刺试验是在比亚迪的电池实验室内进行的,由于实验室保密和安全原因,我们不能拍摄电池针刺的过程,所以通过官方采用实验室专用的监控摄像头拍摄的视频进行讲解。
◆ 三元锂离子电池
首先,我们要做的是NCM622三元锂离子电池的针刺试验,这相信也是各位观众老爷们最为关心的环节,因为目前国内很大一部分纯电动车采用的就是三元锂离子电池。对三元锂离子电池有一定了解的朋友应该会知道,车用的三元锂离子电池是比较难通过针刺试验的,只要针刺触发了内部短路,电池便会马上发生热失控,下面我们用试验来看看三元锂离子电池在针刺试验中究竟会有怎样的反应?
从实验现象我们可以了解到,当钢针刺穿电池导致三元锂离子电池内部短路后,极高的升温速率会使三元正极材料快速达到200摄氏度左右的分解温度,三元正极材料高速分解产生大量的游离态氧,这些游离态氧会进一步增加各种化学反应的产热量,提高电池内部升温速率,同时也使电池内部压力迅速上升。迅速攀升的电池内部压力很快推开了泄压阀,内部高压电解液喷薄而出,外部空气此时进入到电池内部,新鲜的空气+极高的温度+残留在电池内部的可燃电解液,爆炸起火便一触即发。
◆ 普通磷酸铁锂电池
接下来我们换普通磷酸铁锂电池上场。钢针从电池中央穿透其内部极板。在钢针穿透电池后,电池电压开始下降,电池外壳有一定程度的鼓胀,显示内部短路导致电池内部压力迅速上升,随后泄压阀打开,电池内部高压电解液喷出,之后电压迅速下降的同时,电池外壳温度迅速攀升,最高达到239摄氏度。随着电池内容物通过泄压阀悉数喷出,电池外壳温度开始慢慢回落直至观察期结束。打在穿孔位置附近的鸡蛋已被高温壳体煎熟了,表明试验过程中电池外壳温度较高。
磷酸铁锂电池热失控反应之所以没有三元锂离子电池剧烈,主要是因为其正极材料分解温度在500摄氏度以上,热失控温度相比三元锂离子电池更高,其热失控风险相对较低。此外,磷酸铁锂电池正极分解(触发热失控的一个主因)时产生的氧气量较少,限制了电池内部压力增加(限制了电池外壳鼓涨)及温度升高,这一方面能够避免电池内部压力过大发生爆炸,另一方面也一定程度地限制了易燃电解液发生燃烧的可能性。磷酸铁锂在热失控测试中,其升温速率相比三元锂离子电池要低得多,这也是其安全系数较高的重要特性之一。
从实验现象我们可以看出,利用针刺来触发普通磷酸铁锂电池内部短路会导致其发生热失控。普通磷酸铁锂电池热失控后会导致电池内部温度和压力迅速上升,导致电池外壳产生一定程度鼓胀并触发泄压阀打开(泄压阀开启时伴随着一定的声响,但这并非爆炸)。虽然视频的效果看上去很惊险,但在整个试验过程中,电池没有发生起火和爆炸,安全性还是值得肯定的。值得一提的是,泄压阀是一种热失控保护措施,它在本次试验中热失控发生时适时打开,证明这种措施是行之有效的。
◆ 刀片电池
我们最后测试的是刀片电池。钢针从刀片电池中央穿透其极板后,电池电压下降和表面温度上升都非常轻微,穿刺位置没有火花、烟雾或电解液喷出,电池壳体也没有出现鼓胀。穿刺后的一小时内,被穿刺刀片电池的电压和表面温度都非常稳定,打在穿孔位置附近的鸡蛋没有任何要被煎熟的趋势。
看到这里,可能有些买了搭载三元锂离子电池纯电动车的朋友开始坐不住了,是不是要换一台搭载磷酸铁锂电池的车型更安全呢?且慢,上述试验是电池单体的零部件安全试验,虽然三元锂离子电池单体安全系数较低,但通过电池包结构设计优化以及电池管理系统的严格监控,是能够提升该类型电池在电池包级别的安全系数的,请各位继续往下看。
● 如何保证搭载三元锂离子电池车辆的使用安全
从车辆使用安全的角度出发,新国标新增了热扩散试验,要求电池包或电池单体发生热失控引起热扩散,进而导致乘员舱发生危险之前5分钟,为乘员提供一个预先警告信号,提醒乘员疏散。热扩散试验的目的就是为了提升电动车在使用层面的安全性,保证使用者的人身安全。
有朋友会问,都热失控了才报警,这还来得及吗?要回答这个问题,我们就要先来了解一下电池包的结构。电动车电池包内部是有数十到数千个不等的电池单体组成的,其中一个电池单体发生热失控一般是不会立即触发临近电池单体的热失控。所以电池包要真的燃烧起来,达到损害人身安全的程度,其实是有一个过程的。三元锂离子电池虽然热失控安全系数相对较低,但是通过电池单体泄压阀设计,在电池单体间增加隔热绝缘材料是能够有效阻止热扩散,可减慢或者避免其他电池单体发生热失控,延长乘员逃生时间的。
由于针刺并非常规的电池失效模式,电动车在日常使用中,其电池包或电池单体极难遇到被针刺的情况。而在严重碰撞事故中导致电池单体变形从而引发热失控则是较为常见的失效模式,通过加强电池包及周边保护结构的强度,能够较好地避免电池单体因受压变形而触发热失控。
总而言之,搭载在目前量产车型上的三元锂离子电池虽然其单体安全系数较低,但通过电池包和电池管理系统的优化设计是能够提升这种电池技术在使用层面上的安全性的,目前国标的基础要求还是比较严格的,所以消费者无需谈三元锂离子电池色变。
就目前国内的技术水平来看,安全指标一定程度限制了三元锂离子电池包整体能量密度的进一步提升,而较低的单体能量密度则限制着磷酸铁锂电池或刀片电池包整体能量密度的提升。相比起来,磷酸铁锂电池或刀片电池包在未来几年通过电池技术优化以及采用无模组电池包设计优化,电池包整体能量密度的提升空间较大,或能追平受到安全指标制约的三元锂离子电池包。
● 总结
三元锂离子电池单体的热失控安全系数较低,但通过加强电池包壳体的强度,完善电池管理系统对热失控的检测和提前预警机制,利用隔热绝缘材料降低热扩散速率等都能有效地增强电池包的整体安全系数,以满足国标对车用动力电池的安全性要求,提升其使用层面的安全性。磷酸铁锂电池/刀片电池能量密度相对较低,但其热失控安全系数比三元锂离子电池高不少,这有利于使用无模组设计来进一步提升电池包整体能量密度,增加电动车的续航里程,从而在安全性和续航上实现更好的平衡。
(部分图/文/摄来自:汽车之家 常庆林)
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,4月15日,工信部发布《减免车辆购置税的新能源汽车车型目录》(第四批)公告,在《减免车辆购置税的新能源汽车车型目录》(第四批)中,小米SU7、比亚迪海豹、智界S7等均列入新车型纯电动汽车乘用车车型名单。减免车辆购置税的新能源汽车车型目录(第四批)纯电动汽车-乘用车车型如
两轮车电池的安全性始终为重中之重的关注点。2024年2月,南京某小区火灾事故引起了公众对两轮车电池的警惕。进入4月,新国标的实施落地,则对电动车电池的安全性能提出更高要求,包括防爆、防漏电、耐高温等方面。在此背景下,在安全上极具优势的钠电技术路线拥有了突围空间。作为新能源龙头企业,比亚
4月9日,晶澳太阳能科技股份有限公司(简称“晶澳科技”)与比亚迪汽车工业有限公司(简称“比亚迪”)在深圳比亚迪总部举行战略合作签约仪式。晶澳科技副总裁、智慧能源事业部总经理李栋,比亚迪储能及新型电池事业部副总经理张金龙代表双方签署协议。晶澳科技执行总裁杨爱青、助理总裁张凤海,比亚迪
6.432MWh更大容量大显身手比亚迪全新一代魔方系统MCCube-T重磅上市
2024年政府工作报告中首次将“新型储能”写入其中。新型储能,重在创“新”。北极星储能网获悉,由中关村储能产业技术联盟、中国能源研究会、中国科学院工程热物理研究所主办的第12届储能国际峰会暨展览会(ESIE2024)将于2024年4月10日-13日,在北京首钢会展中心盛大开幕。在此期间多家储能一线品牌密
前有宁德时代“锂矿返利”推恩令,今又有比亚迪“负极让利”的骚操作。“宁王”和“迪王”,都以各自的独特方式搅动锂电材料价格的一池春水。宁王:碳酸锂,你价格太高了,我要把你打下来。迪王:负极,你价格太低了,我来捞你一把。车企、电池厂商等作为买方,把锂电材料采购价格往低处压,是常规的操
3月,造车新势力交付进一步分化;两家新能源品牌销量破3万辆;比亚迪销量重回30万辆以上等亮点值得关注。4月1日,多家造车新势力及车企如约交出了3月份新能源车交付量/销量答卷。其中,3月,造车新势力交付进一步分化;两家新能源品牌销量破3万辆;比亚迪销量重回30万辆以上等亮点值得关注。交付进一步
北极星储能网获悉,据比亚迪储能消息,4月2日,比亚迪储能公布,2023年比亚迪储能稳步推进海外市场的战略布局及品牌力提升,全球储能系统出货量达28.4GWh,其中国内10GWh,海外18.4GWh,实现了跨越式发展。2024年初,比亚迪储能与西班牙可再生能源开发商Grenergy公司签署协议,为Grenergy在智利Oasisde
北极星储能网获悉,4月1日,比亚迪发布2024年3月产销快报。2024年3月比亚迪新能源汽车动力电池及储能电池装机总量约为11.762GWh,2024年累计装机总量约为29.736GWh。2024年3月新能源汽车销量302459辆,1-3月累计同比上涨13.44%。
北极星储能网获悉,3月27日,林源电力2024储能设备直流舱进行框架采购(包一至包六)中标候选人公示发布。据悉,2024年1月22日,林源电力(南京)有限公司2024年度储能设备直流舱框架采购发布。框架采购直流舱总容量暂定为1.4GWh,最高投标限价约为0.65元/Wh。此次共有9家企业入围,其中包括,比亚迪、
根据公告显示,2023年,比亚迪集团营业额为人民币602315百万元,(约为6023亿)同比提升42.04%。其中汽车、汽车相关产品及其他产品业务的收入约人民币4834亿元左右,同比增长48.90%。2023年,比亚迪汽车销量强势领跑,实现同比超60%的大幅增长,持续创历史新高,蝉联中国车企乘用车销量第一。去年11月
近日,融和元储成功中标新华水力发电有限公司2024年度磷酸铁锂电化学储能系统集中采购。本次招标磷酸铁锂电化学储能系统集中采购规模4GWh,包括3GWh的0.5C系统(2h系统)和1GWh的0.25C系统(4h系统)。融和元储将为2024年度新华发电投资建设的新能源发电项目磷酸铁锂电化学储能系统提供全套的解决方案
4月1日,随着伊通220千伏变电站通信电源技改工程结束,方形铝壳结构、叠片式的磷酸铁锂电池第一次被应用在国网吉林省电力有限公司通信系统内。这是目前吉林省建成并投入试运行的首套电力通信磷酸铁锂电池系统。该系统存储容量1200安时,可在四平市伊通地区供电异常时保证伊通220千伏变电站通信站供电30
北极星电池网获悉,据四川路桥官微,4月2日,四川蜀能矿产有限责任公司5万吨/年磷酸铁锂新材料项目正式投产,计划于4月6日开始首次发货,向客户进行产品交付。该项目位于四川省乐山市马边彝族自治县劳动工业园区,占地131.66亩,总建筑面积44873平方米,规划产能5万吨/年,采用PLC、DCS、MES三级集成的
2023年全年,宁德时代在磷酸铁锂电池领域的市场份额被比亚迪超过,引发市场担忧。2024年1月、2月为传统淡季,宁德时代反而以45.22%的市占率实现了排名反超,并将同比亚迪在铁锂份额上的差距拉大至16个百分点。宁德时代在稳定铁锂基本盘的同时,正通过快充铁锂、CTC等一系列措施,实现更为强劲的反攻。
3月15日,天原股份在互动平台表示,公司磷酸铁锂正极材料目前处于加工性能验证阶段,昌能煤矿在建设过程中有工程煤产出,预计昌能煤矿于2024年6月底前建成进入试生产。
德方纳米3月15日发布投资者关系活动记录表显示,公司现有磷酸铁锂产能26.5万吨/年,磷酸锰铁锂产能11万吨/年,补锂剂产能5000吨/年,其中磷酸锰铁锂产线可以兼容生产磷酸铁锂。
长协之外,澳洲主要矿商的现货/零单拍卖价格,一直以来也是锂价阶段走势的重要风向标。3月15日,澳大利亚矿商Pilbara以1106美元/吨(约合人民币7960元)的到岸价格,提前结束了一批5000吨、5.5%品味锂辉石散货的拍卖。该批货物预计于2024年12月交付,故对应到2025年1月的锂价。此前市场期待Pilbara本次
北极星储能网获悉,3月18日,恒运广州中新知识城储能电站项目工程EPC总承包招标公告发布。公告显示,本工程建设一座电化学及飞轮混合型储能电站,容量暂按51.025MW/100.01MWh(即电化学储能系统50.025MW/99.76MWh+飞轮储能系统2×0.5MW/0.125MWh),配套建设20kV储能汇流站一座,储能系统经PCS及就地升压
北极星储能网获悉,3月5日,中核集团发布新华水力发电有限公司2024年度磷酸铁锂电化学储能系统集中采购招标公告,招标规模为4GWh。此次招标规格包括:0.5C系统(2h系统)3000MWh和0.25C系统(4h系统)1000MWh,共15家企业入围。根据招标文件,此次采购储能系统所需全套设备的供货,包括但不限于磷酸铁
北极星储能网获悉,欣旺达3月6日在互动平台表示,公司动力电池主要以三元为主,目前正根据市场、客户需求逐步提升磷酸铁锂电池的比例,预计今年公司磷酸铁锂动力电池占比超过50%。工业CT主要用于无损检测,提升质检效率,有助于自动化生产。为了顺应工业发展趋势和潮流,公司积极开拓智能制造领域,推
北极星储能网获悉,冠盛股份3月5日晚间公告,公司控股子公司浙江冠盛东驰能源科技有限公司拟在温州市投资新建半固态磷酸铁锂电池建设项目,项目总投资约10.32亿元,产品为电芯及系统,达产后年产量约210万支。据公告,冠盛东驰公司由冠盛股份与吉林省东驰新能源科技有限公司合资成立,冠盛股份以货币出
今日下午,紫京科技董事长景煜、仙游项目厂长康杰及紫京研究院万博士等一行深入仙游紫京新能源三元前驱体项目现场,开展实地巡查工作,以确保项目顺利推进,为公司新能源产业的发展注入强劲动力。在巡查过程中,董事长一行认真听取了项目负责人的汇报,详细了解了项目进展、设备安装、投产准备等方面的
日前,福建省发改委发布关于印发2024年度省重点项目名单的通知,确定2024年度省重点项目1593个,总投资4.28万亿元,年度计划投资6807亿元,仙游紫京新能源三元前驱体项目名列其中。2024年度省重点项目名单(1593个)一、省在建重点项目(1355个)(五)工业(668个)521仙游紫京新能源科技年产3万吨三元前
进入新的一年,锂电产业链“风云变幻”的速度不断加快。3月以来,受到碳酸锂期现货价格短期内向10万元以上区间波动增长的影响,正极材料价格因得到成本支撑而回暖。截至上周,锂电正极环节中,铁锂、三元材料价格均出现上涨,产量和开工率也随之回升。高工锂电观察发现,结合上下游来看,正极材料价格
亿纬锂能11月9日晚间更新可转债募集说明书,补充披露公司未来5年客户意向性需求情况。截至2023年11月初,亿纬锂能圆柱磷酸铁锂电池已取得的未来5年客户意向性需求合计约88GWh,三元大圆柱电池已取得未来5年客户意向性需求合计约486GWh。不过,前述意向性需求为下游客户结合市场需求增长预判、自身新能
近日,山东省泰安市第二季度“项目签约大比拼”活动成功举办,此次活动肥城共签约5个项目,其中,老城街道与天津祐建科技有限公司成功签约年产2万吨汽车三元锂电池循环利用项目。据悉,年产2万吨汽车三元锂电池循环利用项目位于老城街道办事处产业园区,项目总投资6亿元,一期建设厂房1.2万平方米,购
北极星储能网获悉,5月11日,中国汽车动力电池产业创新联盟发布2023年4月动力电池月度数据。数据显示,产量方面4月,我国动力电池产量共计47.0GWh,同比增长38.7%,环比下降8.3%。其中三元电池产量17.6GWh,占总产量37.5%,同比增长34.9%,环比下降3.5%;磷酸铁锂电池产量29.3GWh,占总产量62.4%,同比
天奇股份4月18日在投资者互动平台表示,公司锂电池循环业务现已具备年处理5万吨三元锂电池的规模,年处理5万吨磷酸铁锂电池环保项目将于今年上半年投产,届时公司将具备年处理10万吨锂电池的规模(三元锂电池5万吨及磷酸铁锂电池5万吨)并形成产品规模:年产钴锰镍合计12,000金吨、碳酸锂7,500吨、电池
4月12日,魏牌首款MPV正式定名为魏牌高山,魏牌高山、蓝山新能源双旗舰将于4月18日上海车展首发亮相。这款新车已经出现在了工信部的申报目录上。新车尺寸为5045/1960/1900mm,轴距为3085mm,整备质量2610/2730kg。动力方面,新车将搭载由长城汽车股份有限公司所生产的型号为E15BD的1.5T发动机组成的插
3月27日长远锂科公布,公司近日与AxensGroup友好协商,就后续在双方三元正极材料领域进行合作,以促成在欧洲设立正极材料生产工厂事宜签署了《MemorandumofUnderstanding》(《合作备忘录》)。AxensGroup是法国石油能源研究院的下属企业,是一个国际项目解决方案提供商,其服务内容包括:烧结炉、模组单
北极星储能网获悉,帕瓦股份公告,公司拟在浙江兰溪经济开发区内投资高性能动力锂电池三元正极材料前驱体项目,总投资为人民币4.8亿元,占地约120亩。公司拟通过全资子公司帕瓦(兰溪)新能源科技有限公司取得位于浙江省兰溪市经济开发区光膜小镇创新大道以北地块的建设用地使用权,并计划将公司年产4万
北极星储能网获悉,9月28日,陕西聚泰新材料科技有限公司(简称“陕西聚泰”)20万吨/年的新能源电池正极原材料生产线项目落户浙江舟山定海工业园区。该项目总投资达35亿,用地面积约410亩,主要投资建设新能源电池正极(主要指三元锂)原材料及关联产品,项目建成达产后,每年将生产出20万吨电池级高效
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!