摘要：在动力电池安全上，通过针刺实验，并不等于绝对安全；未通过针刺实验，也不意味着不安全
文丨 李阳
编辑丨赵成
针刺实验，向来被看作诸多电池安全实验中的“珠穆朗玛峰”，继去年3月比亚迪刀片电池成功挑战针刺实验后，广汽埃安成为第二家将针刺实验当作电池安全技术踏脚石的企业。
不同的是，比亚迪刀片电池选择了自身安全性较高的磷酸铁锂电池，而广汽埃安则向化学活性更高的三元锂电池发起了挑战。
▲ 图片来源：官方供图
3月10日，广汽埃安发布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”），搭载该技术的电池包成功通过针刺热扩散试验，实现了三元锂电池整包针刺“不起火”。
广汽埃安三元电池针刺不起火
继石墨烯电池、1000公里续航电池后，广汽埃安在动力电池领域又投下了一枚重磅炸弹。
据广汽埃安介绍，弹匣电池是一种提升动力电池安全的系统性技术，是从电芯本身安全到被动安全再到主动安全的一整套安全技术。该系统技术遵循“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”的设计思路，采用类似安全舱的设计，有效阻隔热失控电芯的蔓延，且当检测到电芯异常时，系统会自动为电池降温。
为验证弹匣电池的安全性，中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强带领团队，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。
▲图片来源：官方供图
试验结果显示，广汽埃安的三元锂（弹匣电池）整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟，无起火和爆炸现象。静置48小时后，电压降至0V，温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有蔓延到其他电芯。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针刺不起火试验，也意味着，三元锂电池在安全性上取得了重大突破。
具体来看，广汽埃安发布的弹匣电池主要从电芯、系统、散热、BMS各个层级，打造三元电池包的高效安全防护。
在电芯层级，主要通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，提升电芯热稳定性，防止热失控；同时在电解液中应用新型添加剂，可实现SEI膜的自修复，来改善电芯寿命，并在高温下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。改性后的电芯，耐热温度可提升30%。
系统层级主要通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体，形成超强隔热安全舱，来实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯，其中电池包上壳体可耐温1400℃以上。
散热系统上则是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，使得弹匣电池散热面积提升40%，散热效率提升30%。
最后在第五代电池管理系统上，弹匣电池通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片，实现每秒10次的全天候数据采集，一旦发现异常，立即启动电池速冷系统为电池降温。
值得一提的是，弹匣电池虽然增加了大量的安全设计，但并不是在牺牲成本的基础上做到的。据广汽埃安方面介绍，弹匣电池包能量密度相对于同类普通电池包体积能量密度提升了9.4%，重量能量密度提升了5.7%，成本却下降了10%。按照广汽埃安的计划，弹匣电池今年将在广汽埃安全系列车型上陆续搭载。
针刺实验并不是绝对安全的保障
广汽埃安发布的新一代动力电池安全技术，在诸多层面提供了安全保障，甚至通过了电池检测历史上难度最高的针刺实验。
但需要注意的是，通过针刺实验，并不等于绝对安全；未通过针刺实验，也不意味着不安全。实际上，针刺实验在诸多电池检测中，参考意义大于实际意义，其自身并不是衡量电池安全水平的砝码。
▲ 图片来源：官方供图
去年三月，比亚迪发布刀片电池时，就将针刺实验作为自身产品安全性极佳的佐证。这一操作还引发了国内电池巨头宁德时代和比亚迪之间的口角之争。
2020年5月11日，宁德时代董事长曾毓群在网络业绩说明会上表示，“电池的安全和电池的滥用测试是两回事，有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全”。所谓滥用测试就超出正常使用范围条件下的测试，一般有热滥用、针刺滥用、电器滥用等。
“针刺实验”是否滥用尚无定论，但一个不争的事实是，在2021年实施的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中，并没有对针刺实验作出要求。该《要求》的起草组称，调研IEC 62660-2、IEC 62660-3等标准，发现均未采用针刺试验来评价电池安全性。经工作组讨论，一致认为针刺试验与实际失效模式不相符。因此，取消针刺试验。
上述安全要求的起草单位包括宁德时代、比亚迪、工信部装备工业发展中心等众多电池、汽车企业和政府相关机构。
在中国汽车技术研究中心首席专家王芳看来，随着电池能量密度的不断提升，安全性不能仅依赖电池单体层级，这是一个系统工程。单体需要安全、全生命周期需要安全、电池管理系统需要安全、电池整个系统都需要安全。
电池协会的专业人士告诉财经汽车（ID：caijingqiche），提高安全性有很多方法，从电池厂的角度来说，一般可以改进正极材料。从主机厂的角度来说，一般通过BMS（电池管理系统）来监测和判断电池状态，根据状态来提供相应的防护措施，比如使用防火胶等。
因此，在强制性国标的要求下，电池企业如能满足上述要求，就可以把安全做到最大化。很显然，尽管针刺实验是电池安全检测的“珠穆朗玛峰”，但并不能直接将其作为衡量电池安全的砝码。
广汽埃安此次发布的弹匣电池通过针刺实验，代表着其电池产品的安全性在某种程度上已经具备了非常高的保障，但是否能真正消除锂电安全隐患，还要看其整车综合安全性能的表现。
