鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全

來源：存能電氣  日期：2020-05-26 09:41  瀏覽量：次

鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全。隨著新能源補(bǔ)貼的退坡，鋰電池也重新受到了車企的重視。比亞迪推出了全新的“刀片電池”成功通過了電池界最嚴(yán)格的“針刺測試”，表示刀片電池永遠(yuǎn)不存在“自燃”，安全性可見一斑。據(jù)報道，寧德時代內(nèi)部人士表示，比亞迪的刀片電池并不一定是100%安全。

鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全

動力鋰電池的安全性測試有三百多種測試方法，其中“針刺測試”被業(yè)內(nèi)人士看作是最高的安全性保障。它的原理是“利用模擬裸露電芯被外部尖銳異物刺穿導(dǎo)致熱失控”造成的后果。

比亞迪將三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池和其最新的刀片電池，放在一起進(jìn)行“針刺測試”對比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，三元鋰電池在測試過程中發(fā)生劇烈燃燒，表面溫度超過500攝氏度；磷酸鐵鋰電池?zé)o明火、有煙，表面溫度200-400攝氏度；而最新的比亞迪刀片電池?zé)o明火、無煙，表面溫度在30-60攝氏度。

磷酸鐵鋰電池更容易通過針刺不是因?yàn)榧夹g(shù)先進(jìn)，而是因?yàn)椴牧媳旧頍岱€(wěn)定性好，而三元鋰電池能量密度高，對于針刺確實(shí)存在挑戰(zhàn)，但也并非無法完成。要達(dá)到真正的市場安全，需要通過各級安全系統(tǒng)體系來保障，而不是通過某項(xiàng)單一的測試來保障。換句話說，通過針刺測試的電池不一定100%安全，而不做針刺測試也不等于電池就不安全。

寧德時代已擁有讓高能量密度三元鋰電池通過針刺測試的技術(shù)，并分別在日本TUV和深圳TUV認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室通過了針刺測試，該內(nèi)部人士說到：“但寧德時代依然支持新國標(biāo)取消針刺測試，希望行業(yè)關(guān)注的方向集中到整個系統(tǒng)層面的安全問題”。要達(dá)到真正的市場安全，需要通過各級安全系統(tǒng)體系來保障，而不是通過某項(xiàng)單一的測試來保障。

新國標(biāo)在調(diào)整了電池單體、模組測試的同時，重點(diǎn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全等要求。特別是標(biāo)準(zhǔn)增加了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)，明確要求電池單個單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時間。

針刺項(xiàng)目改良的方法

1、導(dǎo)電劑與黏結(jié)劑：針刺短路后導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑與電解液反應(yīng)劇烈，釋放出大量熱量，目前采用DSC方法，根據(jù)分解的起始溫度和反應(yīng)熱選擇導(dǎo)電劑與黏結(jié)劑類型，減少高溫產(chǎn)熱是一種有效方法；

2、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：制造動力鋰電池時可以考慮適當(dāng)增加正負(fù)極之間的間隙，提升隔膜的延展性，同時在電池頂端的蓋板上增加防爆閥，防止爆炸和電解液的大量泄漏，提升電池通過針刺的概率；

3、隔膜：隔膜在動力鋰電池中主要用于分隔電池的正負(fù)極，防止兩極接觸發(fā)生短路。隔膜的閉孔溫度和破膜溫度對于電池能否通過針刺項(xiàng)目具有決定性作用，我們要盡量控制電池隔膜保有較低的閉孔溫度和較高的破膜溫度，發(fā)展PE和PP的復(fù)合膜及陶瓷隔膜都是隔膜發(fā)展的趨勢和方向；

4、電解液：動力鋰電池所用的電解液為導(dǎo)電鋰鹽和有機(jī)溶劑的組合物，這些有機(jī)溶劑的閃點(diǎn)都較低，使得動力鋰電池中的電解液在接觸空氣后受熱時極易燃燒，阻燃添加劑的添加可以提高電池自身的穩(wěn)定性和安全性，是一種提高針刺通過率的有效方法。

通過針刺不等于動力鋰電池安全，不做針刺測試不等于電池不安全：動力鋰電池的安全性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全，而不止是電芯的安全在其看來，針刺單體電芯就類似于點(diǎn)火測試汽油、柴油的易燃性，完全忽略油箱的保護(hù)作用。現(xiàn)實(shí)狀況下，電芯被針刺的情況不會發(fā)生，電池包底部鈍刺和擠壓才是更符合真實(shí)場景的測試方式。