近幾年，新能源汽車行業迎來爆發的同時，引發的車輛起火、爆炸事故越來越多。一份報告指出，由電池原因導致的新能源汽車起火比例最高，其中電池故障比例占33%，電池泡水或浸泡占4%。

 

       為了提高動力電池的安全水平，長城汽車、嵐圖汽車、極氪汽車、廣汽埃安、寧德時代、蜂巢能源、欣旺達、比亞迪等車企和動力電池廠商紛紛推出不起火方案。以下為您一一盤點：

 

       長城大禹電池

 

       6月29日，在長城汽車咖啡智駕2.0發布會上，長城汽車帶來了全新技術——大禹電池。該電池擁有八大全新設計理念，目前已獲得數十項核心技術專利，可以有效緩解用戶對于電動車安全焦慮的痛點。

 

       9月24日，在“長城汽車大禹電池技術媒體品鑒會”上，長城汽車首次對外詳細揭秘大禹電池技術相關理念和創新技術。大禹電池技術超60項專利，將對全社會免費開放。2022年，大禹電池技術將對長城汽車旗下新能源系列車型開啟全面應用。

 

       據介紹，大禹電池技術采用“控+導=通”的核心技術原理，搭建4層5維安全矩陣，采取8大創新設計，包括熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻等，覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等各項領域，保障電池不起火、不爆炸，首搭車型為沙龍品牌第一款車型。

 

       大禹電池安全技術可有效解決不同化學體系電芯發生熱失控之后的起火、爆炸問題。除能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池，還包括未來隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池。另外也包括三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無鈷電芯等，以及不同技術線路的磷酸鐵鋰電池。同時，大禹電池技術還可百搭不同PACK的應用技術，滿足未來CTC（Cell to Chassis）電池PACK與融合方式，進一步提升整體剛性。

 

       嵐圖“琥珀”、“云母”電池系統

 

       9月17日，嵐圖汽車舉行了嵐圖電池安全技術發布會暨眾測挑戰，發布了“琥珀”和“云母”兩大電池系統。經過擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測試，兩大電池系統技術不僅實現“5分鐘不起火”，更進一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。

 

       據介紹，“琥珀”和“云母”兩大電池系統通過三維隔熱墻技術、PACK五層安全防護、云BMS等方面對電池包進行了優化。

 

       三維隔熱墻技術是指，在電池包內使用無熱擴散的隔熱阻燃材料，對每個電芯進行單獨的三維立體包裹。該技術可以有效阻擋電芯與電芯之間的蔓延，即使單個電芯熱失控，也能避免波及到周圍其他電芯，不會讓熱失控蔓延。

 

       雖然都是“三維隔熱墻”技術，但是“琥珀”電池系統和“云母”電池系統不同點在于三維隔熱墻的材料及結構不同。據介紹，“琥珀”電池系統是在電池包內填充特殊的有機硅復合材料，這種材料的特點是結合有機硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑，形成高效的隔熱阻燃絕緣層，使得每個電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。而“云母” 電池系統則是在電池包內加入層狀Al-Si云母和氣凝膠，且電芯和云母、氣凝膠會像云母石一樣層疊堆積。

 

       PACK五層安全防護是指車身防護、高強框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險五項電池安全結構設計。

 

       云BMS是嵐圖的主動安全技術。嵐圖云BMS可同時在線服務百萬臺車，并做到對95%的請求1秒內響應，可對PB級別（1PB=1024TB）數據進行分析和永久存儲，并且數據可靠性保證99.99%，提供全生命周期的電池健康和安全管理。

 

       極氪汽車“極芯”電池包

 

       7月9日，極氪公布了旗下產品ZEEKR 001所搭載的極芯電池包針刺實驗視頻。其被刺電芯最高溫度達到801.4℃，并未起火，未爆炸。熱疏隔組排設計讓整包結構完好，無明顯變形，電池外殼也并未帶電，電池包內部固定結構以及高壓連接完好，無熱蔓延。

 

       為確保不起火、不蔓延、不爆炸，“極芯”電池包還搭載了“NTP無熱蔓延不起火“技術，運用了“隔”、“排”、“防”、“警”、“冷”、“斷”六大核心技術，結合先進預警模型和熱管理策略，實現多層隔熱、無障礙排熱、實施防控、自動預警、主動冷卻、毫秒斷電，360°無死角保障電池的高可靠性、高安全性。

 

       廣汽埃安彈匣電池

 

       3月10日，廣汽埃安發布了新一代動力電池安全技術彈匣電池，在行業首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火，重新定義了電池安全標準。彈匣電池類似安全艙的設計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當偵測到電芯電壓或溫度等出現異常時，自動啟動電池速冷降溫系統為電池降溫。

 

       廣汽埃安方面表示，搭載彈匣電池系統安全技術的電池包，相對于同類普通電池包，體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。在沒有犧牲續航的同時，實現了高安全、長續航、低成本。

 

       5月20日，廣汽埃安再次發起對彈匣電池的針刺試驗。試驗采用磷酸鐵鋰（普通電池）整包和磷酸鐵鋰（彈匣電池）整包進行對比測試。從試驗結果來看，搭載彈匣電池技術的磷酸鐵鋰整包針刺刷新了磷酸鐵鋰電池的安全新高度。

 

       寧德時代“永不起火”811電池

 

       2020年9月29日，寧德時代董事長曾毓群在2020世界新能源汽車大會上透露，寧德時代已經開發出不起火只冒煙的電池產品，“國標要求電池5分鐘不起火，我們新開發的產品可以做到不起火只冒煙，會在年底在一些車型量產……” ，他說。 

 

       2020年10月21日，寧德時代乘用車解決方案部總裁林永壽表示，2021年將推出“無熱擴散的CTP技術”，未來進一步研發更高集成技術。   

 

       2020年11月，蔚來汽車正式上線100kWh電池包。該電池包采用寧德時代鎳55三元電芯和CTP成組技術，可實現“無熱蔓延”。這一電池組就是寧德時代此前宣布的“只冒煙不起火”的電池。

 

       蜂巢能源果凍電池

 

       2020年12月2日，蜂巢能源在其電池日上，推出了采用新型果凍狀電解質的果凍電池。該電池具有高電導、自愈合、阻燃等特點，能在幾乎不降低電性能的同時阻止熱擴散。

 

       此外，“果凍電池”的耐熱溫度提高至150°C，同時具備“自愈合”特性，在實驗室樣品滿電針刺測試中，可實現 “不起火、不冒煙、自愈合”。

 

       欣旺達“只冒煙、不起火”動力電池

 

       去年12月，欣旺達以視頻方式公開展示了其研發的“只冒煙、不起火”動力電池。

 

       在欣旺達惠州基地試驗場進行的“加熱觸發電芯熱失控實驗”中，實驗模組電芯在觸發熱失控后，現場有煙霧冒出，但并未出現明火。實驗中，被觸發電芯溫度快速升至約600℃后逐漸下降；約20分鐘后，該電芯溫度已降至約300℃，周邊電芯溫度也同步下降；約50分鐘后，該電芯溫度已經降至約110℃，未觸發第二顆電芯；最終，實驗電芯溫度下降到60℃共耗時67分鐘。

 

       比亞迪刀片電池

 

       2020年3月29日，比亞迪正式發布刀片電池，該電池首先搭載于比亞迪“漢”車型。對于刀片電池的安全性有多強，比亞迪董事長王傳福曾表示，刀片電池將徹底終結新能源汽車的安全痛點，將自燃這個詞從新能源汽車的字典里抹除。

 

       刀片電池在本質上仍是磷酸鐵鋰電池，只不過比亞迪從結構上進行了創新，突破了電池能量密度的瓶頸，提高了能量密度和安全性。

 

       刀片電池之所以通過嚴苛的針刺試驗，并做到不冒煙不起火，甚至表面溫度都極低，主要得益于其獨特的結構設計。刀片電池扁平的設計，不僅讓其在經歷外界損壞后，觸發短路導致的發熱量減少，還有利于散熱。這是刀片電池非常安全的原因。

 

       總結：企業們扎堆研發“不起火”電池，說明市場對于電池安全的重視。值得注意的是，在電池引發的起火原因中，很大一部分是源于熱管理問題。去年5月，工信部發布了GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》和GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準。其中，《電動汽車用動力蓄電池安全要求》要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間。三項國家標準于今年1月1日起開始實施。

 

      總之，希望動力電池做到永不起火”“永不自燃”，對于整個電池行業的發展起到了促進作用，不過，對該技術的探索是個長期的過程，還需要各方攜起手來共同努力，才能早日實現目標！