鉅大LARGE | 點擊量：1192次 | 2021年03月22日
電池針刺實驗，到底該不該成為強制性國標？
最近，公安部統計數據顯示，國內電動汽車正以接近30%的年增長率快速發展，每年新增近100萬輛電動汽車上路。
圖源：公安部
與此同時，電動汽車引發的安全事故問題也時有發生，據集微網記者不完全統計（2020年8月-2021年1月），短短幾個月就發生了多起電動汽車自燃事故。
雖然多起事故的最終原因仍在調查中，但汽車鋰電池顯然是首要考慮的因素之一。
為保證續航里程,電動汽車會搭載大容量鋰電池,因鋰離子的活性,電池受到強烈撞擊后易發生滲漏,甚至起火爆燃。另外，電動汽車行駛或充電時，鋰電池會發生復雜的充放電化學反應，如果設計不合理，發生熱失控，會導致鋰電池起火自燃。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
不容置疑，關于電動汽車動力電池的相關標準和安全規范亟需跟上。
最近，工信部在去年宣布的強制性國家標準GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》已于1月1日起開始實施。
《電動汽車用動力蓄電池安全要求》新標準中特別增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間。雖然是短短幾分鐘，但為司機和乘客爭取到了寶貴的逃生時間，可大大降低事故死亡率。同時，新標準在優化電池單體、模組安全要求的同時，重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求，試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、振動泡水、外部短路、過溫過充等。
不過，集微網記者發現，相比2015舊版國標《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》，新標準去除了針對動力電池的針刺實驗，據悉，理由之一是針刺試驗與實際失效模式不相符。
一位業內人士告訴集微網記者，針刺試驗大致方法是將充滿電的電池放在一個平面上，用直徑5mm的鋼針沿徑向將電池刺穿，這實際上是模擬了電池短路狀況?，F實應用中，汽車動力電池也可能遇到劇烈碰撞下外物侵入電池內部的情況。鋰電池在短路時極易發生滲漏起火爆炸，因此針刺試驗是動力電池測試中非常有效、苛刻的一種方法，如果在針刺實驗中電池能做到不起火爆炸，那鋰電池可以說具有了相當高的安全性。
圖源:比亞迪
前不久召開的"2021電動汽車百人大會"上，比亞迪董事長王傳福就對汽車動力電池的安全規范提出了新的建議，他認為應該把動力電池的針刺試驗逐步列入強制性標準，同時把目前熱擴散試驗要求的不短于5分鐘的標準，提升到不短于30分鐘的標準。
顯然，作為電動汽車和電池供應商，比亞迪將安全放在了重要位置。實際上，安全性、續航里程、充電速度、成本、使用壽命這些都是電動汽車電池廠商亟待解決的問題，且它們之間往往互相制約，例如，要想實現長續航里程，就無法達到快速充電體驗，而為了追求長續航里程，就要達到更高電池密度，而一味追求電池密度提升又給安全帶來隱患。
業內人士對此評論指出：動力電池的要求首要是安全性，在此基礎上才能兼顧高能量密度，充電快、成本低、壽命長等其他方面要求。
一直為中國新能源汽車發展鼓與呼的歐陽明高院士，在電動汽車百人會的發言中，也講到了電動汽車安全以及電池測試標準加嚴的問題。歐陽明高認為，目前動力電池的熱安全問題還沒有根本解決，應從本征安全、被動安全和主動安全三方面加強安全保障技術。其中被動安全就是在某一個單體電池熱失控以后，通過系統熱管理，即隔熱和散熱的方法，抑制它在電池包內蔓延的速度保持不燃燒狀態。歐陽明高院士表示，目前國標要求是5分鐘不燃燒，將來會提升到半小時。
顯然，對汽車動力電池安全性的重視正在引發社會各界的關注。無論是電池廠商還是汽車廠商，都正在通過各種創新技術以期實現更高的安全性。
去年，比亞迪在推出其"刀片電池"時，曾向業界展示其所做的"針刺實驗"，從比亞迪公布的視頻看，其"刀片電池"被鋼針刺穿后，沒有發生熱失控現象，溫度始終保持在30-60℃之間，而與之相對應的，三元鋰電池和傳統的磷酸鐵鋰電池則在針刺實驗中分別發生了起火燃燒和升溫冒煙的現象。
據悉，比亞迪的刀片電池是一種采用了創新結構設計的"超級磷酸鐵鋰電池"，不僅可以提高動力電池包的空間利用率，增加同一單位體積中的能量密度，而且還能保障電池內部的熱擴散性能，從而達到更高安全目的。
"針刺實驗"顯示了比亞迪刀片電池在短路時產熱少、散熱快，也證實了通過創新結構設計，汽車鋰電池是可以達到更高的安全性能的。
寧德時代董事長曾毓群在公開發言中曾透露，寧德時代已經開發出不起火只冒煙的三元鋰電池產品，完全滿足國標規定的電池單體發生熱失控后，電池5分鐘內不起火的要求。同時，曾毓群認為，為了應對未來5年鋰電產業市場的井噴期，電池材料體系和系統結構上的創新非常重要，例如，從原子尺度入手，深入理解材料及其界面性質，在材料體系上實現根本突破，包括CTP、CTC等結構創新，通過優化系統、提高集成度來實現系統能耗和成本的降低、效率的提高。
最近，廣汽埃安發布了新型石墨烯超級快充技術，可使純電動汽車充電速度達到8分鐘充滿80%電量，其首款搭載石墨烯電池的量產車最快將于今年發布。在其宣傳資料中，廣汽埃安表示，該電池可通過最嚴苛的安全測試：電池槍擊實驗。
像針刺實驗一樣，電池槍擊實驗也是一種針對電池安全性的極限測試，雖然國家強制性標準中還沒有將這些方法列入測試范疇，但電池廠商們已經走在前列。
中國是一個人口大國，也將是一個汽車消費大國，根據公安部的最新數據，目前全國汽車保有量2.81億輛，中國已做出承諾"2030年碳排放達峰、2060年碳中和"，可以預見未來數年，燃油車向電動汽車的轉變將加速到來，因此，電動汽車的安全性將涉及千萬人的生命財產安全，可以說，再怎么追求安全也不為過，相信，針對電動汽車動力電池的安全標準也會與時俱進，匹配產業發展的新興要求。
