穿刺机构专利
2015中国电动车行业突然加速。当时电动车搭载的电池大多是磷酸铁锂电池。因为国家规定的电池能量密度越来越高,在体积有限的情况下,厂商更愿意最大限度的延长电池寿命,以满足消费者对电池寿命的需求。因此,2016之后,大部分车企逐渐改用能量密度更高、同体积电能更多的三元锂电池。
或者蔚来es8电池组。
三元锂电池有什么优势?在相同体积下,三元锂电池由于具有高能量密度的天然优势,可以比磷酸铁锂电池储存更多的电能。换句话说,同一辆车分别装三元锂电池和磷酸铁锂电池,那么三元锂电池的续航里程肯定比磷酸铁锂电池高。
不仅如此,三元锂电池可以支持更多的输出和输入功率。因为,从化学原理上讲,三元锂电池比磷酸铁锂电池更活跃。怎么理解呢?简而言之,我们准备两个袋子,一个大一点的口(三元锂),一个小一点的口(磷酸亚铁锂)。相对来说,口大一点的袋子可以装更多的米,同时倒米的量或者速度也更大更快。
放在电动车上,我们可以理解为三元锂电池充电效率更高。另外,车辆性能中最大功率的数据也可以更高。看到这里,我们不禁要问,难道三元锂电池就没有缺陷吗?
的确,总的来说,任何事物都有两面性。我国对新能源汽车的补贴逐年下降,对补贴车辆搭载的电池也有越来越严格的规定。在这个越来越严格的规定中,最重要的考量指标是电池的“能量密度”,即单位体积所包含的能量。所以国内各大车企也更愿意使用三元锂电池。然而,在能量密度越来越高的同时,三元锂电池的弊端也日益暴露出来。
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三元锂电池由于活性较高,稳定性和安全性相对较差。随着续航里程的不断增加,现阶段主流电动车的NEDC续航里程普遍超过400公里,甚至达到500公里、600公里。但是,消费者都知道,厂商宣传的所谓NEDC续航,在我们的日常驾驶中是很难达到的。虽然电池组容量大,但三元锂电池相对更活跃,不稳定,导致其输出速度更快。
活性电池带来的另一个缺点或劣势是“不安全”。此前,编辑采访了BAIC新能源的技术工程师。据他介绍,电动车的电池一般情况下是不会爆炸的,所以虽然我们经常会因为动力电池爆炸而关注电动车的电池安全问题,但是仔细想想就会发现,电动车的自然总量是比汽油车少的。
前面说了,工程师当时说正常情况下不会自燃,有但是。电动车一旦自燃,很可能引发爆炸。所以工程师说,如果发现电动车冒烟,容易自燃,那么我们尽量不要选择灭火器灭火,还是以保证自身人身安全为重,尽快远离车辆。
2019年,网上一段特斯拉汽车地下室突然爆炸的视频,似乎再次印证了当时工程师所说的话。所以我们的消费者关心动力电池的安全性是可以理解的,因为化学产生的变化会爆炸,而不是简单的燃烧。
那么,磷酸铁锂电池就没有这些问题了?说实话,还是有的!只是相对安全而已。网上也有很多磷酸铁锂电池和三元锂电池的对比。我简单列举一下双方的优缺点如下:
所以我们看到大型电动车,比如公交车,货运车,还是配备比较稳定的磷酸铁锂电池。
那么,还有第三种可能吗?至此,本文的重点来了。比亚迪电池从无到有,独特的电池技术使其多次跻身全球五大动力电池之列,在技术上独树一帜。比亚迪电池的核心是磷酸铁锂电池。
近年来,随着搭载能量电池的乘用车能量密度越来越高,比亚迪不得不更换三元锂电池。原来,使用三元锂电池时间不长的比亚迪在“大动干戈”。从去年王传福在中国电动汽车百人论坛上明确表示要推出刀片电池,到近日比亚迪官方发布动力电池三种“穿刺”实验视频。我们终于得知,王传福说的是真的,以研发和技术著称的比亚迪没有让消费者失望。
所谓的刀片电池,其实内部原材料还是和磷酸铁锂电池一样,只是比亚迪在动力电池的外形、内部结构、组装方式等方面做了全面的更新。当然,比亚迪还没有开放刀片电池的专利,我们只能从一些专家的分析和比亚迪公布的视频和数据中了解。
目前我们知道的是,刀片电池的能量密度突破了原有磷酸亚铁锂的瓶颈,能量密度在比亚迪原有磷酸亚铁锂电池的基础上提高了50%。另外,刀片电池由于内部结构和隔膜材料的多维度技术更新,比磷酸铁锂电池更稳定?也更安全。
用有技术狂人之称的比亚迪董事长王传福的话来说,比亚迪要把“自燃”这个词从刀片电池的新能源汽车字典里彻底抹去!有了技术自信和眼见为实,我们有理由相信,比亚迪刀锋电池的出现,或许会让消费者在购买电动车时更加放心和安全。再来说说比亚迪的爆胎测试。
什么是穿刺试验?横向渗透试验的目的和必要性是什么?
所谓穿刺试验,其实就是字面意思,用一根3~5mm的耐热钢针垂直穿刺一个动力电池。具体的测试过程还是可以通过比亚迪上传的视频一目了然。其实早就有必要对我国电动汽车的动力电池进行穿刺试验,但由于各种利益关系,近年来我国已经取消了穿刺试验。但是,我们不应该过于重视穿刺试验的结果。因为在正常状态下,动力电池外面有保护壳,要有类似击穿测试的真实环境是极其困难的。击穿试验只是针对动力电池在最极端情况下的安全性。
不过没关系,这并不妨碍车企单独做测试。同时,击穿测试也是几乎每个厂商或者电池厂商的“标配”。从视频结果来看,市场上销售的三元锂电池在穿刺测试后几秒钟内冒烟起火爆炸,反映了目前市场上普遍存在的三元锂电池在穿刺测试后的不安全性和不稳定性。
磷酸铁锂电池击穿测试时,反应明显没有三元锂电池大,但仍受击穿影响,电池内部短路,电池温度逐渐升高。
穿刺测试后很长一段时间,刀片电池温度仍正常,电池仍能持续输出电压,凸显其安全性。说到这里,有朋友会问,为什么刀片电池可以这么安全?老实说,我不知道。因为这个技术现在在比亚迪手里,他们不透露,恐怕我们很难完全了解。但是,我们还是可以做假设。
因为它的电池结构,如视频所示,刀片电池的体积比较扁平。在针灸实验室,钢针插入电池后,其内部结构是相对“隔离”的,即被刺破的电池无法与其他电池形成有效的滑雪反应,进而避免内部短路。当然这种可能性是有可能的,但是最终的结果和答案还是需要比亚迪告知。
从比亚迪发布的消息来看,刀锋电池将搭载在比亚迪全新车型比亚迪韩上,后续还会搭载更多的比亚迪车型。相对来说,新技术的研发需要谨慎,所以比亚迪目前恐怕还不能大规模量产刀片电池。除了研发,还有成本问题。众所周知,比亚迪在新能源领域的技术优势是通过真金白银实现的,R&D费用高一直是比亚迪的优势。然而,新技术开发成功后,如何收回成本,提高利润,是每个企业面临的问题。
编辑分析,刀锋电池最快2021年底投入量产,2022年与其他汽车厂商合作,今年开始量产难度较大。王传福曾透露,刀片电池的诞生其实是为了“纠正”我国动力电池发展路线的偏差。从他的角度,我们也可以相信王传福是想用刀片电池来打破目前三元锂电池一统天下的局面。同时,刀片电池的出现也会逐渐影响消费者对动力电池安全性的思考。
安全问题永远不可忽视,作为一个相对新兴的电动汽车领域更是如此。无论是自动驾驶导致的死亡,还是动力电池导致的死亡,一切诡辩在生命面前都令人作呕。对于安全相关的问题,相关部门和厂家要防患于未然,确保万无一失。尽最大努力保护消费者的生命财产安全才是最正常最重要的事情。
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