专家解读电池穿刺测试:安全是永恒主题,测试结果不可一概而论|汽车预言家
5月11日,宁德时代董事长曾毓群对外表示:\"电池的安全和电池的滥用测试是两回事,但有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。\"外界将曾毓群此番回答看做是对于此前比亚迪相关产品穿刺实验的回应。同日,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞发表微博隔空叫阵:\"不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!\"
2020-05-25 | 出处: 汽车预言家 | 责编: 夏晓鹏
5月11日,宁德时代董事长曾毓群对外表示:"电池的安全和电池的滥用测试是两回事,但有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。"外界将曾毓群此番回答看做是对于此前比亚迪相关产品穿刺实验的回应。同日,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞发表微博隔空叫阵:"不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!"
什么是滥用测试?为什么取消针刺测试?磷酸铁锂与三元锂究竟谁的安全系数更高?如何看待这场有关动力电池材料之争?动力电池的亟待解决的问题是什么?
对此,汽车预言家第一时间连线国家新能源汽车创新工程专家组组长王秉刚、中国动力电池创新联盟副秘书长王子冬、汽车安全与节能国家重点实验室副主任宋健、同济大学汽车安全技术研究所所长朱西产,在四位专家看来,穿刺测试是直接让正负极接触造成短路对于电池的要求过于苛刻,但在电池安全检测中不能缺少这一环节,针对不同车企的不同技术方向,测试结果不可一概而论,当下亟待解决能量密度与安全性的平衡问题。
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王秉刚:穿刺对于电池要求过于苛刻
国家新能源汽车创新工程专家组组长 王秉刚
从现在的电池来看,能通过穿刺实验的电池很少,三元锂电池因为材料活性高,通过针刺测试的难度较大,达到分解温度后还会释放氧气,进而会加速高温作用下的连锁热失控。穿刺实验标准过于苛刻,在实际使用中很难出现电芯穿刺的情况,因此国标取消了这项测试。
对于电动车而言,更要考虑的是整车安全性架构,通过传感器、电控系统、绝缘材料、更加坚硬的外壳避免热失控。现在新能源车已经接近400万辆,市场推广证明三元材料的电池是安全的,而引发电动车起火的具体原因也不能证明就是三元锂电池的原因。直到现在,起火原因也不能排除由电极吸金性引发的内部短路和高压过充引发的外部短路。
总体来看,两家企业都在为电池的安全性努力,只不过两家企业的出发点不同,最后装车后,总是要考验的是整车安全性。
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王子冬:电池安全检测不能缺少穿刺测试
中国动力电池创新联盟副秘书长 王子冬
穿刺实验的初衷是通过模拟电池电芯“内短路”来检验电池或电池组短路后热失控情况的,但因为三元锂电池很难过关,最后取消了这一环节,不过欧美日等国家电池企业都会经过针刺检验,所以说,国标不代表一定是正确的。即便是热失控后五分钟内不得起火,也很难界定热失控究竟是在什么时间发生的。
作为国内两家电池主力企业,不该存在互相伤害的事,而是共同利好电池行业。事实上,两家企业都在做磷酸铁锂和三元锂。未来,三元锂与磷酸铁锂的装车量是由消费市场决定的,企业一味追求续航而忽视安全是不对的。最近3年的电动车起火事件不完全是由于三元材料决定的,也包括材料、质量、模块、系统、装配等因素。其中,70%左右的起火是发生在充电中、充电后。
电池不管是磷酸铁锂电池、还是是三元材料电池,易燃物都是电解液,只不过三元材料电池在出现问题时温度上升比较快,更容易点燃电解液而已。目前看事故原因错综复杂,事故源头难以明确,为了续航盲目追求高能量密度成为行业焦点,不能一味提高电池能量密度,需要将提升能量密度放慢一点。
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朱西产:方向不同,针刺测试结果不能一概而论
同济大学汽车安全技术研究所所长朱西产
我们首先要清楚电动车起火比例是小于燃油车的。从动力电池的材料来看,相比磷酸铁锂,三元锂更加活跃,但我们也需要注意到,两家企业对于安全性的主张不一样。宁德时代是通过坚固的电动包框架来保护电芯,比亚迪是选择使用更加稳定的电池材料来保障整个电池组安全性。
三元锂材料更加活跃,任何一家企业用三元锂的单体电芯做穿刺实验都会起火,这就需要有一个安全性更高的电池PACK框架来保护。可以发现,两家企业的目的都是为了保障电池组的安全性。
现在的电动车似乎已经进入超高续航的误区,动辄500公里以上的主流车型多采用的是三元锂电池。穿刺实验的确是检验电池安全性的方法,但因为检验对象的不同,不能将结果一概而论。
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宋健:能量密度与安全性的平衡问题亟待解决
清华大学汽车工程开发研究院常务副院长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任 宋健
没有一家企业可以保证,电池包发生碰撞的时候不会破,穿刺实验相当于模拟高强度撞击后有异物挤压进来的情况,同样,现在很多电池也很难经过振动测试。三元锂电池中的电池隔膜在10kpa就会破裂,振动测试的高频施加力同样会突破电池隔膜承受极限,造成内部短路。同理,穿刺同样是为了验证电池内部短路的情况。
从材料看,磷酸铁锂较好于三元锂电池,失控时放热慢、热量少,这也是大家说磷酸铁锂更安全的原因。为了追求更高能量密度,在型号不变的情况下,电芯直径越大,能量越高,但内部结构越脆弱。此外,电池的安全还与过充、碰撞、泡水、结构设计、BMS等等因素息息相关,滥用测试或者穿刺测试只是其中的一小部分。