中國儲能網(wǎng)訊：最近，公安部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)電動汽車正以接近30%的年增長率快速發(fā)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(fā)的安全事故問題也時有發(fā)生，據(jù)集微網(wǎng)記者不完全統(tǒng)計（2020年8月-2021年1月），短短幾個月就發(fā)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(diào)查中，但汽車鋰電池顯然是首要考慮的因素之一。
為保證續(xù)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(fā)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(fā)生復(fù)雜的充放電化學(xué)反應(yīng)，如果設(shè)計不合理，發(fā)生熱失控，會導(dǎo)致鋰電池起火自燃。
不容置疑，關(guān)于電動汽車動力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范亟需跟上。
最近，工信部在去年宣布的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 38031-2020《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(biāo)準(zhǔn)中特別增加了電池系統(tǒng)熱擴散試驗，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)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(biāo)準(zhǔn)在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時，重點強化了電池系統(tǒng)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(tǒng)熱擴散、外部火燒、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、振動泡水、外部短路、過溫過充等。
不過，集微網(wǎng)記者發(fā)現(xiàn)，相比2015舊版國標(biāo)《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》，新標(biāo)準(zhǔn)去除了針對動力電池的針刺實驗，據(jù)悉，理由之一是針刺試驗與實際失效模式不相符。
一位業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)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?qū)㈦姵卮檀?，這實際上是模擬了電池短路狀況?，F(xiàn)實應(yīng)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(nèi)部的情況。鋰電池在短路時極易發(fā)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(dāng)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(guī)范提出了新的建議，他認(rèn)為應(yīng)該把動力電池的針刺試驗逐步列入強制性標(biāo)準(zhǔn)，同時把目前熱擴散試驗要求的不短于5分鐘的標(biāo)準(zhǔn)，提升到不短于30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。
顯然，作為電動汽車和電池供應(yīng)商，比亞迪將安全放在了重要位置。實際上，安全性、續(xù)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(xiàn)長續(xù)航里程，就無法達到快速充電體驗，而為了追求長續(xù)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(yè)內(nèi)人士對此評論指出：動力電池的終極要求首要是安全性，在此基礎(chǔ)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(fā)展鼓與呼的歐陽明高院士，在電動汽車百人會的發(fā)言中，也講到了電動汽車安全以及電池測試標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)的問題。歐陽明高認(rèn)為，目前動力電池的熱安全問題還沒有根本解決，應(yīng)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(shù)。其中被動安全就是在某一個單體電池?zé)崾Э匾院螅ㄟ^系統(tǒng)熱管理，即隔熱和散熱的方法，抑制它在電池包內(nèi)蔓延的速度保持不燃燒狀態(tài)。歐陽明高院士表示，目前國標(biāo)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(fā)社會各界的關(guān)注。無論是電池廠商還是汽車廠商，都正在通過各種創(chuàng)新技術(shù)以期實現(xiàn)更高的安全性。
去年，比亞迪在推出其“刀片電池”時，曾向業(yè)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(fā)生熱失控現(xiàn)象，溫度始終保持在30-60℃之間，而與之相對應(yīng)的，三元鋰電池和傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池則在針刺實驗中分別發(fā)生了起火燃燒和升溫冒煙的現(xiàn)象。
據(jù)悉，比亞迪的刀片電池是一種采用了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)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(nèi)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(chǎn)熱少、散熱快，也證實了通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)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(fā)言中曾透露，寧德時代已經(jīng)開發(fā)出不起火只冒煙的三元鋰電池產(chǎn)品，完全滿足國標(biāo)規(guī)定的電池單體發(fā)生熱失控后，電池5分鐘內(nèi)不起火的要求。同時，曾毓群認(rèn)為，為了應(yīng)對未來5年鋰電產(chǎn)業(yè)市場的井噴期，電池材料體系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)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(zhì)，在材料體系上實現(xiàn)根本突破，包括CTP、CTC等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，通過優(yōu)化系統(tǒng)、提高集成度來實現(xiàn)系統(tǒng)能耗和成本的降低、效率的提高。
最近，廣汽埃安發(fā)布了新型石墨烯超級快充技術(shù)，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(chǎn)車最快將于今年發(fā)布。在其宣傳資料中，廣汽埃安表示，該電池可通過最嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)中還沒有將這些方法列入測試范疇，但電池廠商們已經(jīng)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(jù)公安部的最新數(shù)據(jù)，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(yù)見未來數(shù)年，燃油車向電動汽車的轉(zhuǎn)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(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)也會與時俱進，匹配產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興要求。（校對/Sky)
