廣汽埃安的彈匣電池,又是一個(gè)自我炒作的噱頭

        汽車(chē)新紀(jì)元李哲2021-03-18 10:24 大公司
        三元鋰電池的安全性研究,雖然不時(shí)傳來(lái)一些突破,但相關(guān)問(wèn)題始終沒(méi)有得到徹底解決。但廣汽埃安最近推出的彈匣電池卻號(hào)稱(chēng)讓動(dòng)力電池起火成為歷史,并且重新定義了三元鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)。彈匣電池技術(shù)是商業(yè)炒作,還是確有真材實(shí)料的黑科技?

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        在汽車(chē)行業(yè),國(guó)人一直“以洋為尊”,所以國(guó)內(nèi)車(chē)企冒出了很多并沒(méi)有具體含義但頗為西化的品牌名,比如繽越、歐拉、埃安、哈弗……但這樣的名字多了以后,消費(fèi)者注意力發(fā)生分散,很多產(chǎn)品在營(yíng)銷(xiāo)環(huán)節(jié)并不容易進(jìn)入消費(fèi)者的腦袋之中,反而要讓廠商花費(fèi)幾十倍的廣告力度,才能達(dá)到讓人記得住的效果。

        有些車(chē)企意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題后,開(kāi)始采取更具個(gè)性化的命名方式來(lái)推動(dòng)產(chǎn)品的營(yíng)銷(xiāo)。比如去年長(zhǎng)城哈弗品牌旗下的SUV“大狗”,長(zhǎng)城WEY品牌旗下的“坦克300”,名字一出,瞬間吸睛無(wú)數(shù),上市之后,也是叫好又叫座。之所以有這樣的效果,除了其產(chǎn)品質(zhì)量、性?xún)r(jià)比等因素之外,個(gè)性特點(diǎn)突出、符合產(chǎn)品調(diào)性、容易記憶且有美好聯(lián)想的名字顯然起到了很大的作用。

        “好名字”的效果不僅體現(xiàn)在汽車(chē)命名上,在汽車(chē)動(dòng)力電池這樣的工業(yè)品上,也同樣作用巨大。2020年3月,比亞迪將新一代磷酸鐵鋰電池命名為“刀片電池”。雖然刀片電池確實(shí)有不錯(cuò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),比如不錯(cuò)的能量密度,更高的安全性、長(zhǎng)循環(huán)的使用壽命、更低的成本等,但這個(gè)自帶“殺氣”的名字在傳播中顯然占據(jù)了很大的“便宜”,讓通常用在低端電動(dòng)車(chē)型上的磷酸鐵鋰電池,瞬間“高大上”了起來(lái)。去年比亞迪的電動(dòng)車(chē)“漢”可以在高端電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)中與全球所向披靡的特斯拉掰手腕,刀片電池絕對(duì)功不可沒(méi)。

        或許是受到了比亞迪的啟發(fā),3月10日,廣汽埃安在發(fā)布新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)時(shí),用了一個(gè)名字:彈匣電池。彈匣,從字面意思上的理解,就是裝子彈的匣子,一扣扳機(jī),子彈從槍口噴射而出……比亞迪有刀片,埃安有彈匣,兩者相比,彈匣的名字,夠酷、夠狠,不落下風(fēng)。

        不過(guò)筆者在看到這個(gè)名字之后,除了感受到了酷炫的信息之外,還有一絲懷疑,就是其產(chǎn)品性能是否可以匹配上這個(gè)名字?畢竟不到兩個(gè)月前,廣汽剛剛放過(guò)“8分鐘可充滿80%,NEDC續(xù)航里程1000公里”的電池“衛(wèi)星”,后來(lái)被證明不過(guò)是“文字游戲”。

        那么彈匣電池是東施效顰的商業(yè)炒作,還是確有真材實(shí)料的黑科技?

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        磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動(dòng)車(chē)行業(yè)的兩大主流電池技術(shù)路線。磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于其安全性高,循環(huán)使用壽命長(zhǎng),另外因?yàn)榧庸け阋恕⒉缓掓嚨荣F重金屬,成本也更低。三元鋰電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于,能量密度更高,可以為汽車(chē)提供更長(zhǎng)的續(xù)航。

        早年磷酸鐵鋰曾經(jīng)是電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域的王者,2016年市占率高達(dá)6成。不過(guò)2016年之后,國(guó)家開(kāi)始將電池系統(tǒng)能量密度納入考核標(biāo)準(zhǔn),高能量密度、長(zhǎng)續(xù)航里程的電動(dòng)車(chē)成了補(bǔ)貼重點(diǎn),這就讓能量密度更高、續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)的三元鋰電池逐漸成了市場(chǎng)的寵兒。

        不過(guò)相比于磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池也有其顯著的短板,一個(gè)是成本更高,還有一點(diǎn)就是安全性較差。過(guò)充電、短路、溫度過(guò)高都容易導(dǎo)致三元鋰電池發(fā)生鼓包,甚至爆炸。我們看到的一些電動(dòng)汽車(chē)自燃事故,大多都采用的是三元鋰電池組。

        過(guò)去幾年,兩大主流電池技術(shù)都在猛補(bǔ)自己的短板,但與寧德時(shí)代的CTP技術(shù)、比亞迪的刀片電池技術(shù),大幅提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度不同,三元鋰電池的安全性研究,雖然時(shí)不時(shí)傳來(lái)一些突破,但相關(guān)問(wèn)題始終沒(méi)有得到徹底解決。

        但此次廣汽埃安的彈匣電池,卻號(hào)稱(chēng)讓動(dòng)力電池起火成為歷史。據(jù)悉,為了驗(yàn)證彈匣電池的安全性,廣汽埃安聯(lián)合中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心首席專(zhuān)家、國(guó)家電池安全標(biāo)準(zhǔn)起草人之一劉仕強(qiáng)博士及其團(tuán)隊(duì),對(duì)搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進(jìn)行了針刺熱擴(kuò)散試驗(yàn)。

        相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果顯示,廣汽埃安的三元鋰(彈匣電池)整包在試驗(yàn)過(guò)程中熱事故信號(hào)發(fā)出5分鐘后,僅出現(xiàn)短暫冒煙,無(wú)起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時(shí)后,電壓降至0V,溫度恢復(fù)至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控,沒(méi)有蔓延到其他電芯。打開(kāi)電池整包,觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。

        雖然有數(shù)據(jù)顯示被刺電芯熱失控時(shí)最高溫度達(dá)686.7℃,但能做到不蔓延、不起火、不爆炸,這確實(shí)也算得上是一個(gè)了不起的成績(jī)。埃安官方更是宣稱(chēng),彈匣電池首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火,重新定義了三元鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)。

        全球技術(shù)廠商尚未解決的難題,彈匣電池是如何實(shí)現(xiàn)的?我們先看下埃安官方的技術(shù)解密。

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        汽車(chē)電池自燃通常是由于電池包中的個(gè)別電芯出現(xiàn)短路,導(dǎo)致局部溫度升高、電芯內(nèi)部反應(yīng)過(guò)熱并最終導(dǎo)致熱失控蔓延到整個(gè)電池包所致。針對(duì)這種情況,彈匣電池在結(jié)構(gòu)上采用了彈匣安全艙的設(shè)計(jì),把每個(gè)電池包里的單獨(dú)電芯都獨(dú)立至于安全艙之內(nèi),這樣就可以有效阻隔熱失控電芯的蔓延。而且彈匣電池不只是物理結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)優(yōu)化,而是一套包含軟硬件一體化的安全技術(shù)解決方案。其核心技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

        一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯。在電芯技術(shù)上,廣汽埃安通過(guò)對(duì)電芯正極材料的納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用,有效提升了電芯的熱穩(wěn)定性,防止熱失控。電芯內(nèi)電解液也添加了新型添加劑,可以實(shí)現(xiàn)SEI膜的自修復(fù),從而改善電芯壽命,降低電芯內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)。彈匣電池電芯中的電解液通過(guò)特殊電解液添加劑,在加熱至120℃以上時(shí),在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱,使電芯的耐熱溫度提升了30%。

        二、超強(qiáng)隔熱的電池安全艙。通過(guò)網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體設(shè)計(jì),可以讓電池包內(nèi)的每個(gè)電芯都擁有超強(qiáng)隔熱的安全艙,一旦三元鋰電芯熱失控,安全倉(cāng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了熱失控三元電芯不蔓延至相鄰電芯。同時(shí),電池包上殼體能耐溫1400℃以上,從而有效保護(hù)整個(gè)電池。

        三、極速降溫的速冷系統(tǒng)。通過(guò)全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計(jì),散熱面積提升40%,電池散熱效率提升30%,不僅在日常使用時(shí)能夠保障電芯工作在合理溫度延長(zhǎng)電芯壽命,同時(shí)在電芯發(fā)生熱失控時(shí)有效防止熱蔓延。

        四、全時(shí)管控的第五代電池管理系統(tǒng)。廣汽埃安通過(guò)采用最新一代車(chē)規(guī)級(jí)電池管理系統(tǒng)芯片,可實(shí)現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集,相比前代系統(tǒng)提升100倍。可以24小時(shí)對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)異常時(shí),立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。

        通過(guò)上述這一系列硬件、軟件上的技術(shù)加持,彈匣電池大幅提升了三元鋰電池系統(tǒng)的安全性。而且更值得一提的是,安全艙的加入,并沒(méi)有影響電池的能量密度。據(jù)廣汽埃安官方介紹,搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包,相對(duì)于同類(lèi)普通電池包,體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本還下降10%。

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        彈匣電池技術(shù)公布之后,市場(chǎng)上也很快冒出了一些質(zhì)疑之聲。這些聲音主要集中在以下幾點(diǎn):

        一是不是“首次”。有質(zhì)疑者認(rèn)為,不起火只冒煙的三元鋰電池去年9月份寧德時(shí)代就已經(jīng)宣布研制出來(lái)了,埃安宣稱(chēng)彈匣電池首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火,名不符實(shí)。

        二是試驗(yàn)本身并不符合2015年國(guó)標(biāo)針刺實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。“2015版國(guó)標(biāo)GB/T 31485-2015所規(guī)定,針刺實(shí)驗(yàn)就是將電池充滿電,用直徑為5-8mm的耐高溫鋼針,以(25±5)mm/s的速度,從垂直于電池極板的方向貫穿,貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心,鋼針停留在電池中,觀察1小時(shí),不起火、不爆炸才算合格。”然而廣汽的針刺實(shí)驗(yàn)使用的是電池包整體測(cè)試,電池包與電池單體電芯顯然并不能劃等號(hào)。

        三是并沒(méi)有徹底屏蔽危險(xiǎn)。試驗(yàn)中,電池包的“彈”在針刺后,溫度超過(guò)600度,被刺的那個(gè)“彈”已經(jīng)發(fā)生了熱失控,甚至匣也發(fā)生了融化,非常危險(xiǎn),只不過(guò)因?yàn)椤皬椣弧笔褂昧烁魺岵牧虾湍透邷貧んw以及降溫系統(tǒng),從而將熱失控和熱擴(kuò)散限制在一個(gè)局部,從而阻止了電池包的起火。

        基于以上觀點(diǎn),有質(zhì)疑者認(rèn)為彈匣電池技術(shù)有炒作嫌疑,技術(shù)實(shí)力并不如官方宣傳的那樣。

        那么彈匣電池的技術(shù)含金量到底如何?有業(yè)內(nèi)權(quán)威專(zhuān)家受訪時(shí)認(rèn)為,彈匣電池的確在三元電池耐高溫方面有了不小的進(jìn)步,但是對(duì)三元電池本身是沒(méi)有本質(zhì)上的技術(shù)突破。

        首先從耐高溫的角度來(lái)看,彈匣電池提升了三元電芯耐熱溫度30%的確是不錯(cuò)的進(jìn)步,但是普通高鎳三元電池的耐熱溫度差不多是200度,即便提高了30%也就250度左右,而磷酸鐵鋰500-600度才會(huì)出現(xiàn)熱失控相比,兩者差距依然很大。而針刺實(shí)驗(yàn)中彈匣電池其實(shí)還是冒煙了,也說(shuō)明了電池內(nèi)部其實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)一定程度的熱失控。

        另外廣汽提到的正極材料的納米級(jí)包覆,也是一個(gè)很傳統(tǒng)和普通的做法,不管是磷酸鐵鋰還是三元都會(huì)做包覆。三元的包覆是為了減少副作用,和電解液形成一些隔離,減少和電解液的接觸同時(shí)防止溫度上升正極材料表面釋放氧氣增加燃燒。

        至于能量密度提升和廣汽宣傳的四點(diǎn)核心技術(shù)并沒(méi)有太大關(guān)系,大概率是進(jìn)行了模組結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,削減了電池包內(nèi)部非必須部件比如像加強(qiáng)筋,多出的空間繼續(xù)添加正極材料,鋰離子多了,自然能量密度和續(xù)航能力就起來(lái)了。

        不過(guò)受訪專(zhuān)家也承認(rèn),即便彈匣電池沒(méi)有技術(shù)上的本質(zhì)突破,其進(jìn)步意義也是值得肯定的。畢竟對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),只要電池包不會(huì)整個(gè)燒起來(lái)連帶汽車(chē)也被燒毀,局部電池冒煙是沒(méi)關(guān)系的,汽車(chē)不會(huì)有明火,安全性能無(wú)疑是大幅提升的。另外彈匣電池不存在產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)化的一些難度,也不像刀片電池那么復(fù)雜的工藝,因此也更容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

        所以整體而言,彈匣電池是用傳統(tǒng)的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池安全性的大幅提升。這如果說(shuō)是一種巨大進(jìn)步顯然沒(méi)有問(wèn)題,但說(shuō)是“重新定義了三元鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)”或有拔高之嫌。

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