三元锂电池技术最新研究(三元锂电池的核心技术)

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比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池优缺点介绍?

今天要给大家介绍的是比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池的优缺点?关于汽车的知识,很多朋友都知道,我们电动车的核心就是我们的电动车电池。那么每个人都会想到很多品种。然后我们来了解一下三元锂电池的优缺点。下面的介绍可以帮助大家。三元锂电池的优缺点简介优点三元锂电池比普通钴酸锂具有更高的能量密度和更好的循环性能。目前,随着配方的不断完善和结构的完善,电池的标称电压已经达到3.7V,容量已经达到或超过锂钴氧化物电池的水平。三元锂电池的优缺点简介缺点:三组元动力锂电池主要包括镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等。由于镍钴铝的高温结构不稳定,高温安全性差,高pH值容易引起单体胀气,造成危险。目前成本较高。以上就是介绍比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池的优缺点。好了,今天的介绍到此结束。从上面的文章我们可以看出,介绍的三元锂电池的优缺点还是很清楚的。在这里,我们想告诉你要爱护电池。希望今天的介绍能对你有所帮助。

三元锂电池的优点是什么

三元锂电池是CATL当代安普瑞斯科技有限公司的新一代电芯,采用电池封装技术组装而成,包括电芯、模组、电气系统、热管理系统、外壳和电池管理系统,形成一个整体的电池系统,在多重保护配置的控制下,能够长期、高效、稳定的运行。

三元锂电池有六大优势:

1.高能量密度:由于采用了当代安普瑞科技有限公司的新一代电芯技术,产品的能量密度提升到151Wh/kg,同时保证了较长的使用寿命。

2.大功率:电池能量密度高,同样的电池体积可以容纳更多的功率。电池容量达到了53.6kWh,续航一分钟,为长续航奠定了基础。

3.安全可靠:已通过30项国家标准和52项企业标准验证,包括过充、过放、超温、短路、跌落、挤压、火灾、机械冲击、模拟碰撞、盐雾等严格检验项目。

4.适应性强:三元锂电池的活性在不同的工作环境下会发生变化,这也导致不同环境下的充电效率不同。采用EMD3.0技术,集成了多项电池活动辅助功能,大大提升了日常充电过程中的便利性。

5.高智能:配合EMD3.0超级电控技术,其电池控制系统可拥有多项智能安全保护措施,如电池实时预测报警、快充快放保护、过充过放安全保护、低温充电预热等功能,不仅保障了电池和消费者的双重安全。

6.使用寿命长:EMD3.0超级电控技术还具有电池单体电压偏差自平衡功能,能够自动识别判断电池组中电池单体的电压偏差,并根据异常情况自动平衡电池单体的电压偏差,从而将电池单体的电压偏差保持在预期范围内,帮助车辆保持较长的电池寿命,有效延长电池的使用寿命。

宁德时代比亚迪隔空斗法背后:三元锂真要玩完了?

电动 汽车 上普遍搭载的三元锂电池,要被淘汰了?

5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。

这一条规定对目前使用最广泛的三元锂电池来说,可谓是重大打击。

从此前发生的一些自燃事件来看,车用三元锂电池在发生热失控后,很快就燃起大火,并不符合上述5分钟不起火的规定。

三元锂电池正极材料中镍元素的含量进行提升能够使大大提升电池的能量密度,这也可以为电动车带来更长的续航里程,但镍元素提升之后,电池更容易出现热失控。

与磷酸铁电池相比,在特殊发生热失控后(比如针刺实验),三元锂电池内部的材料会发生分解,并随着发生爆炸。而磷酸铁电池则能保持稳定。

政策之外,三元锂电池还面临竞争对手——磷酸铁电池的新一轮打击。

比亚迪推出的刀片电池,用新的封装方式,大幅提升了能量密度补上了自己的短板,再加上自身拥有更好的安全性和成本优势,迅速崛起。

比亚迪的旗舰电动车——汉,就搭载了刀片电池上市。而特斯拉,也为国产Model 3换上了磷酸铁电池。

新标准和新产品的出现,引起了业内的激烈争论。三元锂电池和磷酸铁电池各自的代表,宁德时代和比亚迪就为这事儿隔空“吵了起来。”

比亚迪在刀片电池发布会上放出针刺实验的结果后,巨头宁德时代表示,电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。

但随后,比亚迪则强硬回复称“不服?那也来扎一下吧!”。

那么三元锂电池到底能不够通过这个标准?三元锂和磷酸铁到底有何技术差异?三元锂电池是不是真的要被淘汰了呢?从业内专家的评论和各大企业的实际做法来看,其实已经有了答案。

近两个月来已经发生多起电动 汽车 着火的事故,为此,5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。

▲工信部颁布了一系列电动 汽车 强制标准

这条强制标准也被认为是针对三元锂电池的,从之前发生的自燃现象来看,多款搭载了三元锂电池的电动车从自燃到着火也就在几十秒内。

比亚迪作为资深的磷酸铁锂电池玩家,在磷酸铁锂电池方面有了比较深的研究,3月份曾发布了刀片电池。在发布会现场,比亚迪副董事长何龙表示:“几乎所有你能想到的电动 汽车 品牌都在和我们探讨合作。”

比亚迪总裁王传福在刀片电池的发布上表示,在国内的新能源乘用车领域,多个企业间存在续航攀比的现象,而提升续航的主要方法就是提升动力电池的能量密度,这就导致了电池行业的发展跑偏了。

车企普遍选择了能量密度更高的三元锂电池,并且还在持续增加电池的能量密度,这就导致了电动 汽车 的自燃事频频发生。

随后比亚迪还放了刀片电池和三元锂电池在针刺实验下的不同结果,结果显示,三元锂电池在针刺实验下很快就爆炸了,表面温度超过500摄氏度。

这也被外界视为比亚迪向宁德时代发起的挑战,之后宁德时代的董事长曾毓群亲自回应称:“电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。”

之后,比亚迪销售副总经理李云飞在微博上发文称:“不服?那也来扎一下吧!”,这一回应算是将两者之间的暗战提升到了明战的状态。

▲比亚迪销售副总经理李云飞微博回应

5月22日,宁德时代发布了一则视频,视频显示,在进行针刺实验时,钢针并没有穿过电池包,而且还被电池外包装的钢板折断了。

但视频发出后,也引起了部分网友的不满,有网友认为,针刺实验的本质是为了模拟电池短路,而不是刺进或刺不进,还有人称宁德时代掌握了电池外壳的核心技术。

▲网友对宁德时代视频的调侃

既然目的没达到,5月23日晚上,宁德时代又放出了一则视频,视频中,宁德时代的5系和8系三元锂电池都成功通过了针刺测试,这两款电池在针刺和静止1小时后,电池未出现剧烈的升温和爆炸现象。

在视频的最后,宁德时代表示:“宁德时代早在2017年就已经掌握了三元电芯通过针刺测验的技术,但是为什么没有推广?通过针刺测验=电池安全吗?”

目前,李云飞又回应称未发生短路的话针刺测试就已经失败了,而宁德时代方面还有消息传出说要放出第三则视频,国内动力电池行业的两个巨头之间的争论还将继续。

但搭载了三元锂电池的电动 汽车 屡屡发生自燃,磷酸铁锂电池和政策的一步步打压也都让三元锂电池处在风口浪尖,那么为什么会出现这样的情况呢?

要想搞明白三元锂电池现在处境的原因,还需要从三元锂电池的自身来说起。

安全性不强是目前三元锂电池最显著的问题,由于NCM电池的用户比较多,我们主要来看一下这种电池,根据镍与钴、锰元素比例的不同,NCM电池又可以分为两类,一类是镍锰等量型,另一类是镍锰不等量型。

如NCM424和NCM111就是典型的镍锰等量型电池,但随着车企对电动车续航能力要求的提升,三元锂电池的能量密度不断推高,高镍路线也不断明确。

所以以NCM523、NCM622和NCM811为代表的高镍型三元锂电池是目前电池厂的主流路线。由于提升镍元素可以让电池具备更高的容量,所以现在电池厂都已经在生产容量最高的NCM811电池了。

▲宁德时代动力电池

而在8系三元锂电池之后,镍元素含量超过90%的9系三元锂电池正在蓄势待发。据高工锂电报道,知名锂电材料供应商格林美目前已经完成了镍元素摩尔比例分别达到90%、92%、95%的Ni90、Ni92、Ni95等三元前驱体材料的研发与量产。

但凡事都有正反两面,随着能量密度的不断提升,电池的安全隐患也在与日俱增。

有研究表明,随着三元锂电池正极材料中镍元素的富集,电池的容量保持能力与热稳定性出现了下滑。

当NCM三元锂电池正极的镍含量超过60%,NCA三元锂电池正极的镍含量超过80%,在经过一定次数的循环后,电池正极材料中的微裂纹显著增加,电极阻抗增大,正极开始向电芯中析出大量的氧气。而且在电池温度达到250摄氏度~350摄氏度时,三元锂电池内部的化学成分就会发生分解。

这一现象会造成两个后果,一是由于微裂纹增加,电池的寿命会受到影响;二是由于氧气的出现容易导致电池热失控的产生,而热失控则会引发电池起火爆炸。

而磷酸铁锂电池则是采用了磷酸铁锂作为电池的正极材料,磷酸铁锂晶体中的P-O键难以分解,就算是在非常高的温度或者过充的时候也不会结构崩坏,当电池的温度处在500摄氏度~600摄氏度的高温时,其内部的化学成分才开始分解。

正是这一特性才使得磷酸铁锂电池的使用寿命会更长,而就算发生了热失控的现象,磷酸铁锂电池也不会像三元锂电池那般容易着火。

▲比亚迪刀片电池和其他电池的针刺测试结果对比

即使发生了着火现象,磷酸铁锂电池也更容易处理,磷酸铁锂电池的燃烧需要外部提供氧气,一旦切断了氧气,火就可以熄灭,所以常规的灭火方法都可以灭火。

而三元锂电池着火后,电池内部还会持续发热,用普通的干粉灭火器能将明火灭掉,但并不能降低内部温度,可能会导致二次燃烧,因而只能用水持续降温灭火,这也会增加灭火的难度。

此外,三元锂电池的成本居高不下也是一个缺点。三元锂电池就是正极材料中采用了镍钴锰或镍钴铝等金属元素的电池,目前国内用的比较多的是镍钴锰(即NCM)电池,而特斯拉采用的则是镍钴铝(即NCA)电池。

▲Model 3

但无论是NCM电池还是NCA电池,都脱不开对钴元素的使用,钴是一种稀缺金属,产量少且分布不均,美国地质勘探局数据显示,全球陆地钴资源的储量约为700万吨,其中刚果(金)的储量占比为52%、澳大利亚储量占比为17%,古巴的储量占比为7%,其他国家的储量则非常低。

正是对钴金属的需求才导致三元锂电池的成本居高不下,据公开资料显示,目前三元锂电池的度电成成本在1000元左右,而磷酸铁锂电池的度电成本可以控制在600元内。

综合来看,三元锂电池的优缺点都很明显,较高的能量密度能够为电动 汽车 提供更长的续航里程,但安全性差也是悬在空中的一把利剑,对于 汽车 来说,安全性又是重中之重,因而三元锂电池受到打压就不奇怪了。

虽然三元锂电池存在安全问题,但是因为其能量密度高,很多车企仍然选择这种电池,但比亚迪的刀片电池基本上解决了能量密度的问题,又拥有更高的安全性,使得磷酸铁锂的市场占有情况也发生了一些变化。

目前,国内的磷酸铁锂电池的装机量开始上升,甚至特斯拉、比亚迪的王牌车型,也开始从三元锂电池换装为磷酸铁锂电池了。

今年3月29日,比亚迪正式发布了刀片电池,并且还表示这款电池将会首先搭载到比亚迪汉上,在采用了刀片电池后,比亚迪汉的NEDC续航里程将超过600公里。

而在2015年,比亚迪推出的宋DM车上也采用了三元锂电池,2017年推出的秦EV和e5车型也采用了三元锂电池,这说明比亚迪也曾在技术路线上进行过纠结。

而现在,比亚迪汉EV、比亚迪宋Plus等旗舰车型都将采用刀片电池,这也可以看出比亚迪坚定了继续走磷酸铁锂电池的道路。

▲比亚迪汉EV

在刀片电池的发布会现场,比亚迪副总裁何龙表示:“几乎你能想到的所有 汽车 品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”

除了比亚迪,全球第一大的电动 汽车 生产商也将要采用磷酸铁锂电池了。

5月22日,工信部发布了第333批《道路机动车辆生产企业及产品》,其中再次出现了特斯拉Model 3,从申报的信息来看,这款Model 3的电池换成了磷酸铁锂电池。

▲国产Model 3采用了磷酸铁锂电池

据了解,特斯拉的磷酸铁锂电池将会由宁德时代提供,有媒体报道称宁德时代的磷酸铁锂模组度电成本已经降到了500元以内,电池组的成本将会在600元以下。而此前特斯拉所用的高镍三元锂电池度电成本在1000元左右。这样一来,国产Model 3的价格有望进一步下降。

目前,特斯拉的全球销量已经超过了100万辆,而比亚迪电动 汽车 的全球销量也快接近100万辆了,这两家企业是世界上最大的两个电动 汽车 生产商,他们都采用了磷酸铁锂电池,这对于其他车企的影响将会是巨大的,在未来可能会有更多的车企选择磷酸铁锂电池。

正是由于这些原因的影响,目前磷酸铁锂电池的装机量也在稳步提升。中国 汽车 动力电池产业创新联盟公布的数据显示,2020年4月份,国内三元电池装机量约2.6GWh,占比为73.2%,环比增长17.8%。磷酸铁锂电池的装机量为0.9GWh,占比25.8%,环比增长74.1%

虽然目前磷酸铁锂电池的销量提升主要跟商用车产销的增长分不开,但随着国产Model 3、比亚迪汉逐步搭载磷酸铁锂电池,可能将会有更多的车企采用磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池的市场份额也会进一步提升。

看到这里,你可能会问,按这么说三元锂电池是不是就没有希望了,未来终将是磷酸铁锂的天下了吗?

但事实并非如此,很多电池企业已经认识到了三元锂电池存在的问题了,并且已经在积极的寻求解决方法,宁德时代通过加固电池外壳也能应对针刺实验,并且还展示了其三元锂电池通过针刺实验的视频。

不过,目前三元锂电池的发展也确实到了瓶颈,还需要更多的技术突破才能持续发展,而LG化学、蜂巢能源和三星都已经在研究新的技术了。

在今年3月4日通用的“EV week”活动上,通用与它的合作伙伴LG化学一同推出一款新的电池产品Ultium。

▲通用新电池Pack

这款产品的核心并不是被外界吹得神乎其神的电池包技术,其关键在于,Ultium电池的电芯将会使用LG化学最新研发的NCMA四元锂电池。

这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态。

在这一转变过程中,原本NCM三元体系的Li[Ni-Co-Mn]O2正极材料体系变成了Li[Ni-Co-Mn-Al]O2(正极材料的化学构成发生了改变)。

过渡金属铝元素的加入所形成的Al-O化学键强度远大于Ni(Co,Mn)-O化学键,从化学性质上增强了正极的稳定性,进而使得NCMA四元电池H2—H3不可逆相变的电压在经过多次循环后仍然保持稳定状态,且Li元素在正极的脱嵌过程中不易释放氧元素,减少了过渡金属的溶解,提升了晶体结构的稳定性。

而稳定的晶体结构则减少了充放电循环过程中,正极材料微裂纹的形成,正极阻抗的上升速度得到抑制。

与此同时,有研究表明,NCMA的正极材料放热峰值反应温度为205摄氏度,高于NCA正极材料的202摄氏度与NCM正极材料的200摄氏度,这意味着NCMA正极材料的热稳定性更加优秀。

▲通用与LG合作的电池

值得注意的是,NCMA四元正极材料中,成本最为昂贵的钴元素,含量从NCA/NCM 622中的20%下降至5%,成本进一步降低。按照LG与通用公布的数字,NCMA四元电池的量产成本为100美元(约合人民币694元),而此前,LG化学NCM 622的量产成本约为148美元(约合人民币1027元)。

高能量密度、高稳定性、低成本,原本在NCA/NCM三元锂电池上难以同时实现的特性,在NCMA四元锂电池上达成,对于动力电池产品而言,NCMA的量产将会掀起一股技术路线升级的浪潮。

而5月19日,长城 汽车 的动力电池公司蜂巢能源发布的L6薄片无钴长电芯彻底去除了三元锂中成本最高的钴元素。

蜂巢阳离子掺杂技术采用两种化学键能更大的元素掺杂到材料中替代钴,通过强化学键稳定氧八面体结构,减少锂镍混排,改善了材料的稳定性,可以在4.3V~4.35V电压下稳定工作,使能量密度提高,成本降低。

▲蜂巢能源L6薄片无钴长电芯

同时,蜂巢能源还采用了单晶技术,与多晶材料相比,单晶材料在辊压过程中具有更强的颗粒强度和更加稳定的结构,耐压力强度可以提高10倍。正因如此,无钴材料的使用寿命会更长,电芯寿命也比多晶高镍三元高出70%。

此外,蜂巢能源还采用了纳米网络包覆技术,在单晶表面包覆一层纳米氧化物,可以减少正极材料与电解液的副反应,有效改善了高电压下的材料循环性能。

这三项技术的加持,使得蜂巢能源的无钴电池在三元锂电池的基础上降低了生产成本,提升了电池的安全性和使用寿命,也将会成为三元锂电池的下一步出路之一。

在四元锂电池和无钴电池之外,还有一部分电池企业在研究固态锂电池。顾名思义,固态电池的核心就在于把液态电解质转变成固体电解质。

固态电解质不会发生自燃、没有腐蚀性、不会泄漏和挥发,因为也不会导致车辆自燃,安全性非常高。但目前,固态电池的生产技术还是一大难点,现阶段的固态电解质电导率总体低于液态电解液,现在固态电池的性能偏低。

但三星在今年三月份发出报告称其在全固态电池的量产之路上取得了突破性的进展。

据介绍,三星的全固态电池将实现900Wh/L(区别于Wh/kg的计量单位,因不同材料密度不同,二者不可换算)的能量密度,1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率(也可称为充放电效率),我国目前较为先进的固态电池技术虽然同样也能够实现1000次以上的充放电循环,但在库伦效率方面目前还达不到接近100%的程度。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

此外,三星通过引入银碳复合负极、不锈钢(SUS)集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层,对固态电池的负极、电解质与正极进行了处理,有效解决了锂枝晶生长、低库伦效率与界面副反应,这三大固态电池量产所面临的核心问题,推动固态电池技术离产业化更进一步。

总的来看,电池企业们并不愿意舍弃三元锂的高能量密度,所以一直在三元锂电池的变种上下功夫。

随着他们的不断攻坚,四元锂电池、无钴电池、固态电池等新的电池都量产不远了,在下一阶段的竞争中,三元锂电池的变体们还有可能会引领电池产业的发展方向。

关于磷酸铁锂电池和三元锂电池技术争论一直都在,国内的两个动力电池厂商宁德时代和比亚迪此前各自坚定的走差异化道路。

但近些年,虽然三元锂电池的安全事故开始增加,磷酸铁锂电池大有崛起之时,而特斯拉采用磷酸铁锂电池则更加引起了舆论风向。

一时间,三元锂电池将被判死刑,三元锂电池已死等言论层出不穷。但就现实情况来啊可能,三元锂电池仍然是出货量最高的电池类型,磷酸铁锂电池会因为安全性而获得一定的市场,但也无法完全颠覆三元锂电池。

更何况,目前三元锂电池的玩家都还在研究升级三元锂电池,随着更多安全性更高、成本更低、能量密度更高的三元锂电池变种的出现,三元锂电池还将会继续繁荣。所以说,现在给三元锂电池判死刑还为 时尚 早。

广汽埃安发布弹匣电池,摘除三元锂电池“不安全”标签

近年来,我国新能源市场的发展非常迅速,2020年,国内的新能源 汽车 产销分别完成136.6万辆和136.7万辆,同比分别增长7.5%和10.9%,在各行各业都受到疫情影响的情况下,这样的产销数据足以说明新能源已经是 汽车 行业未来的趋势。

销量越多,就代表着用户越多,作为传统燃油车的接替者,新能源车型势必要将消费者在用车过程中的诸多问题解决,才能成功实现能源变更的过渡阶段。这也就回到了我们老生常谈的话题——动力电池。

动力电池是电动车的核心部件,其化学成分和能量密度直接影响了整车的续航里程和安全性,这也是目前电动车型亟待解决的问题。众所周知,新能源车型的销量和认可度虽然有很大提升,与之对应的确实接二连三的自燃和电池事故,令人触目惊心。

针对这一点,3月10日,广汽埃安发布了新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,那么我们来看看,为什么说这个弹匣电池可以重新定义三元锂电池安全标准。

在大侠上车之前的文章中曾提到过,三元锂电池液态电解质易燃易爆,使用过程中容易触发热失控,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。而磷酸铁锂电池耐高温的能力明显更强,这也是当下更多企业选择更换电池的原因之一。但在当下两条电池路线并行的情况下,人们既需要足够的安全性,同样也需要车子的高续航,因此三元锂电池的安全技术就成为了行业的共同难题。

据介绍,此次发布的广汽埃安弹匣电池,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,具备超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统、全时管控的第五代电池管理系统四大核心技术。在此前提下,电芯的耐热温度提高了30%,电池包上壳体能耐温1400 以上,散热面积提升40%,散热效率提升30%,且电池异常时可以急速启动冷却系统降温,是实现了硬件一体化的智能安全技术。

除此之外,为验证广汽埃安弹匣电池的安全性,中国 汽车 技术研究中心首席专家刘仕强博士带领团队对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。结果表明除了短暂冒烟外,没有出现起火和爆炸等危险情况,电池内部结构完好,这是行业内首次将三元锂电池的安全性进行了突破。

广汽埃安弹匣电池的发布,在整个行业看来都是有着向上意义的创举,企业也真正做到了为用户的安全性全面考虑。据悉,今年开始,“弹匣电池”将会在AION全系车型上陆续搭载,我们不妨期待它的到来。

“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。

三元锂电池可以把电放光吗

【太平洋汽车网】三元锂电池可以把电放光,为了避免电池内部短路引起的温升和电池内部反应引起的热失控,弹匣电池试图通过提高电池本身的热稳定性、电池之间的隔热性、电池的散热性能以及对电池的全天候监控来解决电池自燃问题。

电池安全已经成为影响新能源市场发展的重要因素。

简单来说,不起火是消费者对电池安全最基本、最核心的需求。

目前主流的电池有磷酸铁锂和三元锂。前者寿命长,成本低,广泛应用于中低续航车型,安全性能相对较高;由于其能量密度高,后者的安全问题仍是业界公认的痛点和难点。

针对这一问题,提出了解决方案——弹匣电池技术。

与之前一系列针对单体电池安全的解决方案不同,magazine电池技术希望从电池组整体角度提升安全性能。为了避免电池内部短路引起的温升和电池内部反应引起的热失控,弹匣电池试图通过提高电池本身的热稳定性、电池之间的隔热性、电池的散热性能以及对电池的全天候监控来解决电池自燃问题。

首先弹匣电池采用超高耐热稳定电池。通过阳极材料的纳米级包覆和掺杂技术的应用,电池可以有效提高热稳定性,防止热失控;SEI膜的自修复是通过新型电解液添加剂的应用实现的,提高了电芯的寿命,降低了电芯短路的风险,使电芯的耐热温度提高了30%。

其次,弹匣电池采用了类似弹匣安全舱的设计。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳,弹匣电池构建了一个隔热的安全舱,实现了三元锂电池电芯的热失控不会蔓延到相邻电池。同时,电池组的上壳可以承受1400°C以上的温度,从而有效保护整个电池组。

官网地址http://第三,弹匣电池具有快速冷却系统,可实现极其快速的冷却。通过全贴合液冷系统、高速散热通道和高精度导热路径的设计,弹匣电池的散热面积和效率分别提高了40%和30%,有效防止了热扩散。

最后,弹匣电池采用第五代电池管理系统,每秒10次全天候采集数据,比上一代系统高100倍,24小时监测电池状态。出现异常时,立即启动电池快速冷却系统,对电池进行冷却。

中国汽车研究院制造的三元锂电池全包针刺热扩散试验中,广汽埃安弹匣电池全包在试验过程中热事故信号发出5分钟后仅出现短时冒烟,未发生火灾或爆炸。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后,只有穿刺细胞模块的热量失控,不会扩散到其他细胞。打开电池整包,观察内部结构完好——这是行业首次通过三元锂电池整包的针测。

值得一提的是,据介绍,搭载弹匣式电池系统安全技术的电池组能量密度比同类普通电池组提高9.4%,重量能量密度提高5.7%,成本降低10%。这种新的电池技术没有牺牲电池寿命或增加成本。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

三元锂电池技术最新研究(三元锂电池的核心技术)

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