刀片电池针刺测试,电池针刺测试仪 _云知道

电池的针刺测试到底有多难？

针刺测试，被叫是电池安全测试领域的珠穆朗玛峰。时至今日，在电池领域多达300多项的测试方法中，公认最难的仍是针刺测试。电池的安全性与电池本身的材料特性、使用的技术、工艺及品控水平等息息相关，而只要其中任何一方面做得不够好，就通不过针刺测试。针刺测试难是难在，电池被针刺时，瞬时电流过大，欧姆阻抗等因素使得锂离子电池内部段时间内产生大量的热量，受到锂离子电池结构的限制，这些热量无法快速扩散到电池外部，导致锂离子电池温度过高，从而引发活性物质和电解液的分解燃烧，导致热失控。
三元锂针刺测试（图源：比亚迪刀片电池针刺测试视频）因此，如果电池的电极材料结构不稳定，活性过高，热稳定性差；或者电池结构在导热散热方面做得不够好；又或者电池pack的强度和刚度不足。都会导致针刺内短时发生热失控，若此状况发生在车上，大概率会自燃。只有方方面面都考虑周全，没有明显短板的电池才能通过针刺测试，比如近日比亚迪推出的刀片电池。
电极材料方面，刀片电池采用了热稳定性高的磷酸铁锂；结构方面，利用叠片工艺实现“直列式排布结构特殊的极耳结构隔烟通道“的设计，增强导热散热能力，电池包内电芯排布整齐、均匀，温度一致性较好，无热堆积，打造“难以着火的电池”；电池pack方面，电芯与电池包一体化设计，侧碰强度大幅度提升，再叠加蜂窝结构，刚度好，模态高。
刀片电池针刺测试（图源：比亚迪刀片电池针刺测试视频）另外，在这次针刺测试中，其他两种电池没能通过针刺测试的原因是因为各有短板。三元锂电池的三元电极材料热稳定性过低，在高温下三元材料会发生分解释放O2，引起电解液和负极的燃烧，释放大量的热量，从而引起锂离子电池发生剧烈的热失控；而磷酸铁锂块状电池则是因为在结构上做得不够好，导热散热能力和整体的刚强度不足，从而导致内短时温度过高。
如何看待比亚迪刀片电池针刺测试结果？
【刀片电池针刺测试,电池针刺测试仪】

我们现在看一下测试方法，这次测试的方法是用一根钢针穿透电池，然后电池没有发生起火或者爆炸，而且钢针从垂直于电池极板的方向贯穿，贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心，钢针停留在电池中，观察1小时，不起火、不爆炸才算合格。这是比亚迪的刀片电池，针刺测试的结果是合格，而当时对比的三元锂电池做试验时，三元锂电池直接就发生了爆炸，同样的试验方法，一个合格，一个爆炸，安全性大家对比一下就知道了。
说一下里面的细节，这次刀片电池针刺实验结果非常稳定，穿刺位置没有火花、烟雾或电解液喷出，电池壳体也没有出现鼓胀。穿刺后的一小时内，被穿刺刀片电池的电压和表面温度都非常稳定。而三元锂电池等其它电池在做针刺试验时，都出现了不同程度的“事故”，三元锂电池针刺试验时，直接爆炸起火，直接将电池壳体炸开了一个大洞。
让人联想到用三元锂电池特斯拉发生的发热自燃现象。刀片锂电池的稳定性比三元锂电池稳定性好，能将电池的安全性和使用性能都提高，才是好技术。用于乘用车的时候，司机和乘客都将会更加安全，车辆的运行本来就是不仅要给人带来方便，更要给人带来安全。如果不安全，给使用者带来安全隐患，势必会影响消费者的购买欲望，期待比亚迪的刀片电池一展雄风的那一刻，到时比亚迪电池将在更多的汽车上使用。