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出品 | 虎嗅汽车组
作者 | 梓楠法师
当动力电池的续航里程提拔遭遇瓶颈后，车企开始在电池安全性上内卷。
日前，长城汽车公开了其大禹电池的相关技能细节。在长城汽车的描述中，前述大禹电池是一套电池系统，并非电芯。在该技能的加持下，动力电池可做到在正常工况中不起火不爆炸。
此外，该电池系统可匹配能量密度较高的811NCM三元锂电池及能量密度较低的磷酸铁锂电池。
在长城汽车之前，不起火不爆炸的电池已经“烂大街”了。比如比亚迪的刀片电池、广汽埃按的弹匣电池、瑞浦能源的不起火电池等。
这些企业给出的技能假想很优美。但从实际环境来看，要么还没量产，要么已经起火被打脸。
从当下的动力电池技能进展来看，要从材料层面办理电池安全性题目是天方夜谭。前述车企及电池厂商所做的技能创新，仍是结构方面的创新。简言之，给容易爆燃的电芯加上一面防火墙，或者整个灭火器。
这没有根本办理电池的安全性题目。
又一个妥协性方案？
在电池技能上，长城发的也是期货。据长城汽车透露，大禹电池技能仍要等到2022年下半年才会量产装车。
从长城汽车的描述来看，固然大禹电池技能没有在电芯材料上做出创新，但为车企办理电池安全提供了一个新的思路。
面临动力电池热失控，企业以往的思路是克制热源、隔离并冷却。而面临电池热失控产生的热流，长城的选择是在隔断热源后举行热流分配、定向排爆、高温绝缘、阻氧等工作。这意味着，给动力电池装上散热器，当电芯爆燃时，将高温分散处理，以保障电池整体的安全性。与以往动力电池隔离并冷却的处理方式相比，多了一道散热的环节。
在长城汽车的技能假想中，在单块电芯发生热失控之后，一方面接纳有用措施防止相邻电芯连续发生热失控，一方面在电池包内设计合适的通道，导出热失控产生的烟气，烟气流出车外时温度低于100度。
为了测试大禹电池的安全性表现，长城汽车选用了安全稳定性最差的NCM811电池举行加热测试。据长城透露，在测试中电池模组连续发生三次多个电芯集聚触发热失控，电池内部温度最高达到1037℃，瞬时最高气压达到16kPa。
从透露出来的数据来看，大禹电池的安全性表现尚可。目前已知高镍三元锂材料的燃点约为200℃，磷酸铁锂材料的燃点约为500℃，大禹电池系统在测试中的峰值温度超1000℃，且终极未发生整体电池爆燃。
但加热测试所表现的性能只能证明大禹电池在车辆静置环境下办理了部分电池安全题目，能否保证车辆在事故等极端环境下不爆炸不燃烧仍未可知。“长城做的一些阻断火焰、散热的通道等设备能否在极端事故中保持完备仍未可知”，前述人士表示。
从动力电池技能研发角度来讲，大禹电池的技能仍是改良性研发。目前各类电池技能并未完全办理安全性题目，电池也没有绝对安全这一说。电池安全性题目的根本缘故原由在于，电芯中的极片、电解液等部件含有锂、镍等多种活性元素，这类元素在打仗空气后将不可制止地爆燃。电池原材料的基本属性决定了电池本就自带易燃易爆的属性。
一位动力电池企业内部人士对虎嗅表示，目前办理动力电池安全性题目的思路有三种。第一个层面是电芯内部材料体的调解，即磷酸铁锂材料体系的选择、三元体系材料比例的变革，包括各种添加剂以及电解液的改性等；第二个层面是电芯、模组、电池包等综合安全设计，包括电池管理BMS和电池热管理方面的设计；第三个层面是电池在车上应用以及与充电方式相联合，如预留电池安全富余容量、电池充放电安全预警、电池防水和防碰撞安全设计、电池底盘一体化等。
要想根本性办理电池安全性题目，唯一的出路就是造出不会自燃的电芯，这需要电池电化学体系的创新。
目前，由于安全性较高的磷酸铁锂电池能量密度已不存在提拔空间。为了平衡能量密度和安全性，车企和电池厂主要选择在电芯、电池模组层面举行安全性开发。
比亚迪的刀片电池即是将电芯的原材料从三元锂切换至稳定性更高的磷酸铁锂体系已实现安全性的提拔。但这样的作法牺牲了电池的能量密度。终极，为了提拔磷酸铁锂电池的能量密度，比亚迪又对电芯的工艺做出改良，诞生刀片电池。
而大禹电池同样面临能量密度的题目。”从披露的信息来看，大禹电池系统做了很多泄压通道的设置，这些材料的增设会影响电池整体的体积能量密度，对整车设计可能会有负面影响“，前述人士表示。
在电池材料体系尚未突破的环境下，企业为了满意市场需求做了诸多妥协性研发。而长城的大禹电池，只是这些妥协性研发中名字和思路较为独特的一个。
不过长城汽车同时也公布大禹电池的相关技能专利将免费开放，这一点值得肯定。
安全性的内卷
电池的技能瓶颈让多数企业短期内只能做妥协性研发。而技能迟迟不突破带来的另一个坏事就是内卷。
自比亚迪发布刀片电池开始，新能源领域企业对电池安全性的内卷就已开始。
在刀片电池发布后，比亚迪和宁德期间就曾因动力电池的针刺实验引发争议。彼时，二者的争议有一个前提就是，针刺实验是对动力电池安全性实验中最严格的一环。
但在争议过后，业内对针刺实验的质疑时有出现。日前，岚图汽车新能源技能总监黄敏就表示:”从已往长时间试验的统计结果来看，针刺试验的波动性较大，重复性不太好。一个重复性不太好的结果，我们不太有把握说这就是最后的试验结果，是安全性的表现。所以我们还是选择用比力可控的热扩散这种方式来做。”
而另一位人士则对虎嗅表示:“针刺实验的宣传意义大于实际意义，但当部分用户的心智被印上针刺实验的烙印后，全部企业都不得不做针刺实验”。
除了针刺实验外，还有一个题目就是。市场真的需要永不爆炸永不起火的新能源汽车吗？
今年1月1日，工信部构造制定的“三项强标”由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会允许发布，已经开始实施。针对车用动力电池，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》增长了电池系统热扩散试验，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。
“目前市面主流的新能源汽车安全性都已远高于工信部的要求，从市场需求出发，安全性也并不是消耗者对新能源汽车的唯一要求。除安全外，充电速度、能量密度、本钱等也是消耗者关注的题目，企业在电池安全性上过分偏执也是一种矫枉过正”，前述人士表示。
更有趣的是，目前从特斯拉、LG化学等企业的动力电池技能门路来看，本钱和能量密度是其更关注的部分。特斯拉在做4680无钴电池，筹划低落电池本钱，而LG化学等日韩电池企业，在技能门路上不停押注安全性低但能量密度较高的三元锂门路。
在电池技能瓶颈尚未突破的当下，动力电池安全性与能量密度的博弈仍将继续。终极的结果仍需要市场来解答。
而这此中一个比力关键的题目是，新能源汽车做到什么程度才算安全？ |
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