鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全

來源：存能電氣  日期：2020-05-26 09:41  瀏覽量：次

鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全。隨著新能源補貼的退坡，鋰電池也重新受到了車企的重視。比亞迪推出了全新的“刀片電池”成功通過了電池界最嚴格的“針刺測試”，表示刀片電池永遠不存在“自燃”，安全性可見一斑。據報道，寧德時代內部人士表示，比亞迪的刀片電池并不一定是100%安全。

鋰電池通過針刺測試不等于動力鋰電池安全

動力鋰電池的安全性測試有三百多種測試方法，其中“針刺測試”被業內人士看作是最高的安全性保障。它的原理是“利用模擬裸露電芯被外部尖銳異物刺穿導致熱失控”造成的后果。

比亞迪將三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池和其最新的刀片電池，放在一起進行“針刺測試”對比實驗。結果顯示，三元鋰電池在測試過程中發生劇烈燃燒，表面溫度超過500攝氏度；磷酸鐵鋰電池無明火、有煙，表面溫度200-400攝氏度；而最新的比亞迪刀片電池無明火、無煙，表面溫度在30-60攝氏度。

磷酸鐵鋰電池更容易通過針刺不是因為技術先進，而是因為材料本身熱穩定性好，而三元鋰電池能量密度高，對于針刺確實存在挑戰，但也并非無法完成。要達到真正的市場安全，需要通過各級安全系統體系來保障，而不是通過某項單一的測試來保障。換句話說，通過針刺測試的電池不一定100%安全，而不做針刺測試也不等于電池就不安全。

寧德時代已擁有讓高能量密度三元鋰電池通過針刺測試的技術，并分別在日本TUV和深圳TUV認證實驗室通過了針刺測試，該內部人士說到：“但寧德時代依然支持新國標取消針刺測試，希望行業關注的方向集中到整個系統層面的安全問題”。要達到真正的市場安全，需要通過各級安全系統體系來保障，而不是通過某項單一的測試來保障。

新國標在調整了電池單體、模組測試的同時，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等要求。特別是標準增加了電池系統熱擴散試驗，明確要求電池單個單體發生熱失控后，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。

針刺項目改良的方法

1、導電劑與黏結劑：針刺短路后導電劑、黏結劑與電解液反應劇烈，釋放出大量熱量，目前采用DSC方法，根據分解的起始溫度和反應熱選擇導電劑與黏結劑類型，減少高溫產熱是一種有效方法；

2、電池結構設計：制造動力鋰電池時可以考慮適當增加正負極之間的間隙，提升隔膜的延展性，同時在電池頂端的蓋板上增加防爆閥，防止爆炸和電解液的大量泄漏，提升電池通過針刺的概率；

3、隔膜：隔膜在動力鋰電池中主要用于分隔電池的正負極，防止兩極接觸發生短路。隔膜的閉孔溫度和破膜溫度對于電池能否通過針刺項目具有決定性作用，我們要盡量控制電池隔膜保有較低的閉孔溫度和較高的破膜溫度，發展PE和PP的復合膜及陶瓷隔膜都是隔膜發展的趨勢和方向；

4、電解液：動力鋰電池所用的電解液為導電鋰鹽和有機溶劑的組合物，這些有機溶劑的閃點都較低，使得動力鋰電池中的電解液在接觸空氣后受熱時極易燃燒，阻燃添加劑的添加可以提高電池自身的穩定性和安全性，是一種提高針刺通過率的有效方法。

通過針刺不等于動力鋰電池安全，不做針刺測試不等于電池不安全：動力鋰電池的安全性主要表現在系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全，而不止是電芯的安全在其看來，針刺單體電芯就類似于點火測試汽油、柴油的易燃性，完全忽略油箱的保護作用。現實狀況下，電芯被針刺的情況不會發生，電池包底部鈍刺和擠壓才是更符合真實場景的測試方式。