本文目录一览：
- 1、冬天电池更需要保暖？来看看会“自热”的电池技术
- 2、三元软包锂电池是用什么封压铝塑膜
- 3、“弹匣”一出，谁与争锋？广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
- 4、三元锂电池和磷酸铁锂电池，哪种电池更容易发生热失控？
- 5、锂离子电池干法隔膜和湿法隔膜的区别是什么？
冬天电池更需要保暖？来看看会“自热”的电池技术
人类自从 发现 并开始使用电力之后，对于电力使用的焦虑就一直存在，即便是用于储存电能的电池出现，也只是稍微减缓了这种焦虑。就像现在全球火热的电动车一样，即便是有新鲜的体验，但依旧无法避免电池续航带来的焦虑。
电池对于电动车的直接影响，也使得各大新能源厂商以及电池供应 商 都绞尽脑汁去推进增加续航的方法。不过无论是物理上的堆电池方案，还是改变电池电解质组成 元素 ，甚至改变物质形态的方法，在低温面前，这些电池的续航甚至都不能呈现出一个正常的状态，怎样能够让电池在低温下保温与升温，成为了对抗这个“电池杀手”的关键。
微核高频脉冲加热技术
在研发以及使用电池的过程中，我们已经知道了，电池是有一个正常的工作温度区间，而在低温环境下电池的实际使用效果将会大打折扣，所以在这种环境当中电池就需要一个很好的热管理来为它保温。
在4月21日， 长安汽车 旗下长安深蓝品牌举办了深蓝技术分享会，在会议上长安公布了一项名叫“微核高频脉冲加热技术”。
单听这个名字，就知道这项技术肯定是针对电池热管理系统的，尤其是有脉冲加热这个字眼在。看回长安这次公布的这项技术，实际上它的想法并不复杂，在加热这个大前提条件不变的情况下，让电池包的升温更加迅速且均衡，以便让电池包在低温条件下尽快达到合适的工作环境。
宁德时代专利 CN 108711662 B脉冲加热装置
原理方面其实是基于此前宁德时代公布的一项专利技术拓展开来的，这项专利就是利用了低温导致内阻增大的特性，通过在电池两端加装可以产生振荡电流的装置，使电流经过内阻很大的电芯，从而让电池内部产生大量的热量，最终让电池温度快速升高。
虽然这样的加热方式能够让宁德时代的电池组达到4℃/min的升温效率，但这种频繁让电流从正极向负 极流 经的方式，很容易让锂电池当中的锂离子，在负极上还原过程中形成树枝状金属锂单质，也就是“锂枝晶”。“锂枝晶”生长到一定程度轻则影响电池容量，重则造成锂电池内部短路，严重威胁人身安全。
因此为了避免由于频繁的过电造成电池负极出现锂枝晶的情况，长安在宁德时代这个技术的基础上，对这项技术稍微进行了改进，选择用交流电给电池组产生电流加热。
为什么一定要提及是交流电呢？此前的电池自加热技术，产生的电流都为直流电。按照物理定义，在单位时间内电流的大小和方向不发生变化的称为直流电，再看回“锂枝晶”的的产生条件，在放电过程中负极来不及处理锂离子导致出现金属锂单质。
需要喘息时间的电池负极，面对直流电恒定的输出，很容易到达极限，之后就容易出现“锂枝晶”，所以为了减弱这种“一成不变”，需要给负极一些喘息空间，而在单位时间内电流的大小和方向不断发生周期性变化的交流电就较为合适负责这项工作。
交流电并不像直流电一样一直保持恒定数值，它会一直保持正值-0-负值-0-正值的周期性变化，也正是因为交流电这种非恒定的特性，能够让电池负极减少负担，从而减轻产生锂枝晶的几率。
同时长安在会议上也提到了功率半导体IGBT(绝缘栅双极型晶体管），IGBT是一个非通即断的开关，它没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。再加上电机以及BMS系统配合工作，就可以实现随机高频率的电流充放切换，进一步的减少锂枝晶这种情况的出现。
长安官方公布的深蓝C385动力电池组，可以在零下30℃的环境温度中保持4℃/ mini 的升温速率，在零下30℃的环境温度中可以提升50%的动力表现以及缩短15%的充电时间。从数据来看，改进后的“电池自加热”技术不仅效率更高，还具备了更持久的电池寿命，这对于在低温地区的用户而言是相当好的消息。
电池：我也需要“暖宝宝”
目前市面上较为主流的电池种类，可以按照元素类型分为两种，即三元锂电池与磷酸铁锂电池，这两者最大的区别就是使用的电池正极材料不同。
磷酸铁锂电池是采用磷酸铁锂（ LiFe PO4）作为正极材料。它的优点是在高温条件下或过充时安全性非常高，缺点是在低温条件下（气温低于-10℃以下），磷酸锂电池衰减得非常快，经过不到100次充放电循环，电池容量将下降到初始容量的20%，基本与寒冷地区的使用绝缘了。
三元锂电池是采用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2，NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）三元正极材料的锂电池，把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整，所以称之为“三元”，像宁德时代的NCM811就是指镍、钴、锰三者配比为8:1:1的三元锂电池。
三元锂电池的优点是高能量密度，同为宁德时代出品，它旗下的磷酸铁锂电池能量密度为178Wh/kg，而NCM523为200Wh/kg，NCM811更是达到了240Wh/kg。在低温方面-30℃条件下三元锂电池也可保持正常电池容量，更适应北方低温地区的使用条件。缺点是在高温条件下，三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解，在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象。
上述的两种电池，虽然材料以及优缺点有所不同，但从微观的角度讲，两者的工作原理同样是锂离子在正负极之间来回迁移的过程。
在低温环境下，电池的正负极材料活性降低，同时充当桥梁的电解液导电能力也下降，因此电池在充放电时，内部会产生阻力，它被称为内阻。电池内阻增大，在电池正常使用过程中，就会产生大量焦耳热引起电池温度升高，实验表明环境0℃以下时，温度每下降10℃，内阻约增大15%。
受到了内阻的阻碍，想要发力却只能导致电池过量放电，电能不断的转换为热能，不仅电量下降、没办法正常输出功率，还容易对电池的安全性产生影响，这一切的结果都是因为低温环境造成的。
为了解决这个问题，除了上面我们提到最新的“脉冲自加热”技术外，其实供应商以及厂家都做了很多“保暖”的措施。
PTC元件
加热膜
目前有几种常见的方案，第一种是大多数纯电车型选择的PTC与加热膜，这一种方案的想法是通过外部电热元件发热，提高电池温度。PTC有水暖与风暖两种，水暖通过PTC加热冷却液，再和散热器进行热交换，风暖是开启暖风后，冷空气直接和PTC进行换热，最终吹出暖风。而加热膜则像是给电池盖上一层导电加热的被子，但这两者的缺点都比较明显，PTC容易造成受热不均，并且占电池舱的空间，而加热膜由于安全的关系，整体的造价不低，并且实际的加热效率也不高。
另一种方案是液冷循环系统，它像是给电池包额外加一套暖气上去，通过加热冷却液来获得一个较为长效的热源。还有一种方案是热泵空调，整个原理像是强制抽取大气热量转换进车里的样子，但当环境温度过低的时候热泵容易失效，所以特斯拉也做了一个“魔改”，除了抽取外界空气的热量外，还收集动力电池系统、驱动系统以及PCS功率电子产生的余热，整套系统依靠八通换向阀进行复杂的热量汲取，以此提高热泵空调总体的效率。
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脉冲自加热真的足够稳定？
其实不然，虽然这套“脉冲自加热”技术整个设计都具备了“黑科技”的潜质，但实际上这项技术还需要更多的磨合、调试以及优化。而且，长安这套技术并非是市面上第一个采用脉冲自加热技术作为动力电池热管理的厂家，既为电池供应 商 也为汽车品牌的 比亚迪 实际上已经将这套技术应用到了它们的车型当中。
这项技术主要应用在 比亚迪 旗下的超级混动DM-i车型上， 秦PLUS 的混动专用刀片电池使用的正是脉冲自加热的热管理系统。不过比亚迪这套技术与长安深蓝所使用的方案有些区别，长安深蓝是使用交流电通过三 元 锂电池组进行加热，而比亚迪的方案则是通过两组磷酸铁锂刀片电池组之间互相放电（直流电）进行加热。
从原理上来说，其实长安与比亚迪都是使用温度下降内阻增加后，电流经过大电阻产生热量的方案，只不过长安是在电池组外产生交流电进行过电，而比亚迪是两个电池组互相提供直流电为对方“取暖”，这一点与宁德时代的方案是相似的。
比亚迪目前采用这套技术的车型是 秦 PLUS，现款 秦PLUS DM-i在2021年3月上市，在上市之后网上也出现了DM-i在实际使用当中的一些问题，其中最多车主反应的是 秦 PLUS DM-i在低温环境下会出现发动机抖动、失火等情况。
而出现这个情况，与刀片电池使用到的脉冲自加热技术有关。厂家对自加热功能开启的温度设定过于极限，导致在非极限低温的情况下，脉冲自加热功能不能正常启动，而DM-i的发动机是需要电池带动电机给予发动机初始转速，发动机才能避免启动时的抖动。
因此像上述秦PLUS DM-i车主们遇到的情况，就是脉冲自加热功能在非极限低温下的无法正常工作导致的。同时，由于脉冲自加热功能是两个电池组通过升压程序互相充电加热，因此在使用脉冲自加热功能时，电池无法输出完整、连续的工作电压，也就无法正常的为电驱提供稳定功率，这也表明了DM-i车型只能在脉冲自加热与电驱两种情况之间二选一。
看完比亚迪这套技术产生的问题，对于长安这套技术，我们作为消费者还是需要谨慎对待，长安除了需要解决电驱/自加热只能二选一的情况外，对于环境温度识别以及自加热启动的标定，也需要下更多的功夫，我们也期待长安给出“微核高频脉冲自加热”技术的实测数据。
小结：
在传统、新势力品牌百家争鸣的时代，军备竞赛已经不止在机械调校层面上，高精尖技术也是一项关键的一环，所以也不难理解为什么长安不辞劳苦的再推出一个电动相关的全新平台。单从这次公布的这个脉冲自加热技术来看，技术上的改良是值得我们期待的，但技术最终还是要看体验，加之上一家采用脉冲自加热技术的车企在低温地区已经遭受了重创，这次长安再推带有这款技术的车型，也希望长安能够在调校以及实测体验方面，给到我们消费者一个满意的答卷。（文： 高子健）
@2019
三元软包锂电池是用什么封压铝塑膜
有专用的锂电设备。
冲坑机、热压封口机等。
单纯就材料成本而言，3.7v30Ah的成本在90元左右。
如果从0开始，实验室去做只样品，成本会更高。
“弹匣”一出，谁与争锋？广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
从比亚迪的“刀片电池”，到广汽埃安的“弹匣电池”，近年来，中国新能源军团在动力电池技术方面的突破，总能让人惊喜不断！
3月10日，广汽埃安正式对外发布了品牌旗下自有知识产权的新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术（以下简称“弹匣电池”），并宣称在行业内首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，彻底攻克了全行业公认的技术难题，将三元锂电池的安全性能推上了一个全新高度。
广汽埃安发布的弹匣电池系统的内部结构示意
广汽埃安给这套新技术起了个十分形象的名字——弹匣电池，可以让你很轻易地联想到弹匣里的每一颗子弹，虽然被激发之后的杀伤力十足，但在那之前又可以确保每一颗子弹“安全稳定”。
事实上，最近两年新能源 汽车 行业已经基本搞定了“里程焦虑”（北方寒冷冬季的续驶里程缩短问题还有待攻坚），然而从大规模商推到现在，几乎从没有停过的新能源车自燃事故，成了行业内外最让人挠头的核心痛点。
要解决电池的安全问题，就必须从动力电池的技术根源出发。目前，全球范围内投入大规模商用的电池技术无非“两大流派”：一是主要由比亚迪掌握的磷酸铁锂电池技术及其去年推出的升级版——“刀片电池”；二是全行业广泛使用的三元锂电池技术。
磷酸铁锂电池有着行业公认的长寿命、低成本，以及更好的安全性，但它能量密度不高，因此多在中低续航里程的车型中应用；三元锂电池能量密度高、整车电耗低，单位能量的前提下质量也更轻，在中高续航车型中应用广泛，但其安全性始终没有得到有效解决，起火甚至爆炸的事故频发。
弹匣电池由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发，包含80多项专利
在过去我们所看到的新能源车自燃案例中，电池自燃多数是由于电芯出现内短路，导致局部温度升高、电芯内部反应过热并最终导致热失控蔓延到整个电池包所致。鉴于此，弹匣电池把每个电池包里的N个电芯都单独做成了“子弹”，彼此之间既密切相连，又相互独立。
从官方给出的资料看，这套弹匣电池系统可以理解是专门提升动力电池安全性的技术，“防止电芯内短路，短路后防止热失控，以及热失控后防止热蔓延”的软硬兼施的一整套安全技术解决方案。其包含了四项核心技术：
一、超高耐热稳定的电芯。电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，有效提升热稳定性，防止热失控；应用新型电解液添加剂，实现SEI膜的自修复，改善电芯寿命，降低电芯短路风险；高安全电解液，通过特殊电解液添加剂，在加热至120 以上时，在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用，使电芯的耐热温度提升了30%。
二、超强隔热的电池安全舱。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体，弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱，最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时，电池包上壳体能耐温1400 以上，从而有效保护电池整包。
三、极速降温的速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计，弹匣电池实现了散热面积提升40%，散热效率提升30%，有效防止热蔓延。
四、全时管控的第五代电池管理系统。通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片，可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍，以24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测。发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。全时巡逻模式和异常自救的应用，重新定义了三元锂电池主动安全的标准。
广汽埃安表示，除了有效解决三元锂电池的安全隐患外，搭载“弹匣电池”的电池包相对于目前在用的同类普通电池包，不仅体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本也下降了10%。这样的突破，无论对于广汽埃安还是全行业来说，都具有高度的意义！
“弹匣电池”将很快应用在广汽埃安现有和即将推出的新车上
去年，比亚迪以“刀片电池”解决了动力电池的安全隐患，并大幅提升磷酸铁锂电池的能量密度。今年，广汽埃安以“弹匣电池”彻底扭转了三元锂电池的安全痛点，且降低了电池成本。虽然这两种技术路线孰优孰劣尚没有最终定论，但随着企业的不断努力，全行业正在良性竞争的轨道上加速迈进，这对于新能源 汽车 的发展而言，是莫大的幸事。
三元锂电池和磷酸铁锂电池，哪种电池更容易发生热失控？
随着汽车电动化进程的不断加快，纯电动汽车也受到了很多消费者的关注。目前纯电动汽车主要搭载的是三元锂电池，部分车型使用的是磷酸铁锂电池。那么这两种电池相比，哪种电池更加容易发生热失控呢？
其实不论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池，均属于液态锂离子电池，如果在使用过程中电池发生形变，就容易产生锂枝晶现象，那么就有热失控的风险。但是三元锂电池和磷酸铁锂电池在组成上有所不同，所以热失控的风险等级也是有高有低，其中三元锂电池更加容易发生热失控。
对于三元锂电池来说，当电池的温度度升高的到一定程度时,由于高温度分解，负极表面上的SEI膜将直接与电解液接触，并产生氧化反应。随着温度的升高的，化学反应会继续加剧，从而产生大量的热量，而引起一系列的放热反应，但是对于磷酸铁锂电池来说，由于能量密度更低，这种情况会有所缓解。
除了以上两种电池之外，目前很多电池厂商和汽车生产厂商为了提高电池的稳定性和能量密度，也开始着手研发固态电池。所谓固态电池就是采用固体电解质的电池，这种电池温度工作范围更广，而且有效地避免了液态锂离子电池出现的锂枝晶现象，所以稳定性更强，也就更加不容易发生热失控。
不过就目前来看，固态电池的发展依然存在较多的阻碍，而最主要的表现就是生产成本较高以及倍率性能较低，导致充电时间较长。所以，汽车电池行业的发展还仍需不断推进。不知i大家是怎么认为的呢？
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锂离子电池干法隔膜和湿法隔膜的区别是什么？
隔膜是锂电池制备的核心，锂电池隔膜一般按照工艺，分为干法工艺和湿法工艺，由此，隔膜产品也分为干法隔膜和湿法隔膜两类。锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性，对其生产工艺提出了特殊的要求，而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。
锂电池隔膜成本占电池成本的1/3左右。锂离子电池隔膜材料可以分为：织造膜，非织造膜（无纺布），微孔膜，复合膜，隔膜纸，碾压膜等几类。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃微孔膜在锂离子电池研究开发初期便被用作锂离子电池隔膜。
锂电池湿法隔膜和干法隔膜的区别对比
a、干法由于工序简单，固定资产投入比湿法小；但是加工工艺干法的温度等指标控制难，湿法的工艺更简单；
b、干法可以做三层膜，湿法只能做单层膜；（三层膜的优势在于热关闭温度是135度，但是热稳定温度为160度，可以防止热惯性，有25度的空间，更安全）
c、干法和湿法除了加工工艺不同，使用的原料也不同。干法使用的原料是流动性好、分子量低的，所以高温只能达到135度，遇热会收缩，安全性不适合做大功率、高容量电池；湿法使用不流动、分子量高的原料，热关闭温度可以达到180度，能保证大功率锂电池的安全性；
d、在生产一般的锂电池方面，干法具有优势，成本低、污染小、孔更均匀；大功率电池方面湿法有优势，主要是安全性和热收缩性小。
锂电池干法隔膜可细分为单向拉伸工艺和双向拉伸工艺。干法单向拉伸工艺是通过生产硬弹性纤维的方法，制备出低结晶度的高取向聚丙烯或聚乙烯薄膜，在高温退火过程中，获得高结晶度的薄膜。这种薄膜先在低温下进行拉伸形成微缺陷，然后高温下使缺陷拉开，形成微孔。目前中国三分之一以上产能使用干法双拉工艺，产品在中低端市场占据较大比例。
湿法生产工艺，又称相分离法或热致相分离法，湿法工艺将液态烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物，然后降温进行相分离，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。
湿法生产工艺，不仅可制备出相互贯通的微孔膜材料，而且生产出来的锂电池隔膜具有较高的纵向和横向强度。目前，湿法生产工艺主要用于生产单层的锂电池隔膜。
在物理性能和机械性能方面，干法单向拉伸工艺生产的隔膜更具有优势。然而，采用湿法生产工艺生产出来的锂电池隔膜具有较高的孔隙率和良好的透气性，可以满足动力电池的大电流充放的要求。相反，由于湿法生产工艺采用聚乙烯基材，聚乙烯基材的熔点只有140℃，所以，与采用干法生产工艺生产的锂电池隔膜相比，采用湿法生产工艺生产的锂电池隔膜的热稳定性较差。
锂电池湿法隔膜及干法隔膜的优点
锂电池湿法隔膜轻薄、不易撕裂，但PE熔点为135℃，安全性低于干法隔膜，加之原材料及生产流程不同，综合成本高于干法隔膜；干法隔膜产品熔点高，耐热性、耐高压性及抗氧化性更好，但相对于湿法隔膜较厚，且容易纵向撕裂，对电池企业工艺要求较高。
隔膜是锂电池材料中技术壁垒最高的环节，其性能的优劣对锂电池的轻量化和安全性至关重要。湿法隔膜比干法隔膜在力学性能、透气性能和理化性能方面均具有一定优势，涂覆后可以大幅提升湿法隔膜的热稳定性，总体来说湿法涂覆隔膜具有明显的性能优势。高端消费电池大多使用湿法隔膜，随着动力电池对能量密度要求的提升，尤其是三元电池的广泛应用，湿法隔膜在动力电池的渗透率也将逐步提升。
锂电池隔膜行业特点
从工艺技术进展来看，目前，我国锂电池隔膜在干法工艺上已经取得重大突破，具备国际一流的制造水平，湿法隔膜工艺技术也不断提升，近年来产能产量均稳步增长。而随着湿法工艺技术的不断发展，我国锂电池隔膜行业竞争格局也发生了一些变化。
特点一：湿法隔膜产量占比逐年提升
就工艺本身来看，干法隔膜和湿法隔膜各有优缺点，干法隔膜在生产工艺、成本、环保经济等方面具有较大优势，湿法隔膜则具有短路率低、孔隙率和透气性可控范围大等优点。从目前市场的应用来看，从全球锂电池企业的选择来看，干法隔膜和湿法隔膜并存。不过，近年来随着三元锂电池占比的提高，湿法隔膜产量的占比也稳步提升。最新数据显示，2017年，国内湿法隔膜产量达到8．06亿平方米，占比56％，份额超过干法隔膜。鉴于干法隔膜和湿法隔膜各自的特点，湿法隔膜未来需求将会逐步扩大，但短时间内并不会完全替代干法隔膜。
特点二：出货量企业集中度较高
按照出货量来看，总体上2017年我国干法隔膜和湿法隔膜的企业集中度均较高，尤其是湿法隔膜，前三企业出货量占比达到71％，前五占比达到87％；干法隔膜前三企业占比为42％，前五占比为55％。
特点三：产能区域性明显
从目前我国锂电池隔膜材料企业区域分布来看，总体上集中度较高，主要集中在华东和华中地区，产能比重分别达到48％、27％；华南地区产能占比也有10％，其他地区则都在10％以下。
特点四：企业产能扩张加速，未来竞争加剧
根据资料整理，截止到2017年底，国内已经确认投产的锂电池隔膜产能约为29亿平方米。按照目前的产能来看，产能较大的企业主要有湖南中锂、上海恩捷、星源材质、中兴新材、天津东皋、苏州捷力、河南义腾等，产能均在2亿平方米以上，合计产能为19．28亿平方米，占比超过67％。
锂电池中的隔膜对于性能的优劣起到了至关重要的作用，但电池隔膜的生产工艺有多种且非常复杂，干法和湿法制造，锂电池隔膜技术目前已经成熟，无论是干法还是湿法制造的电池隔膜，都能很好地满足不同领域产品的需求。
