蜂巢短刀為何敢叫板比亞迪刀片電池？

時(shí)間:2022-08-08 08:40來(lái)源:電動(dòng)汽車觀察家 作者:王凌方
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蜂巢能源短刀針刺測(cè)試，針刺點(diǎn)溫度在30-35℃。
這是在短刀針刺測(cè)試時(shí)，蜂巢能源技術(shù)中心無(wú)錫試驗(yàn)部高級(jí)總監(jiān)李輝，給出的溫度數(shù)據(jù)。
從數(shù)據(jù)來(lái)看，這似乎比亞迪刀片表面溫度30-60℃的溫升區(qū)間更窄。
2022年8月5日，蜂巢能源邀請(qǐng)媒體一行走進(jìn)蜂巢能源無(wú)錫全球鋰電創(chuàng)新中心，參觀了蜂巢能源試驗(yàn)中心、安全測(cè)試中心以及全固態(tài)實(shí)驗(yàn)室，并觀看了短刀的針刺測(cè)試。
蜂巢能源此次活動(dòng)的重心在短刀電池。
稱之為短刀電池，是為了區(qū)別比亞迪的長(zhǎng)刀片電池。主要差別在于尺寸，短刀的長(zhǎng)度在600mm，比亞迪的長(zhǎng)刀片可達(dá)1000mm，甚至1300mm。
作為主推產(chǎn)品，蜂巢能源試圖將短刀電池在研發(fā)和安全性方面做到極致。
01
短刀尺寸和體系更豐富
目前蜂巢能源目前主推的短刀電池的長(zhǎng)度是600mm。但是根據(jù)規(guī)劃，未來(lái)蜂巢能源將實(shí)現(xiàn)全域產(chǎn)品的短刀化，做到尺寸、化學(xué)體系到充電范圍，以及使用場(chǎng)景上的全覆蓋。
例如，尺寸方面將涵蓋300—600mm，充電范圍覆蓋1.6C~4C，化學(xué)體系覆蓋無(wú)鈷、三元到磷酸鐵鋰，使用場(chǎng)景覆蓋乘用車到儲(chǔ)能、商用車、工程機(jī)械、非高速電車等全域使用場(chǎng)景。
目前看比亞迪刀片電池主要應(yīng)用在磷酸鐵鋰上，尚沒(méi)有三元體系的規(guī)劃。
蜂巢能源在短刀電芯設(shè)計(jì)方面注重通用性，因此在短刀電池的尺寸規(guī)劃上頗有講究。蜂巢能源的短刀產(chǎn)品可以兼容從A0到D級(jí)將近80%的主流電動(dòng)車型開(kāi)發(fā)平臺(tái)，同時(shí)支持切換590標(biāo)準(zhǔn)模組，與CTC技術(shù)有更好的匹配性，這樣可以最大化降低電池包的設(shè)計(jì)難度。

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資料來(lái)源：蜂巢能源公眾號(hào)

 

平臺(tái)兼容性方面，短刀電池可以滿足800伏高壓電氣架構(gòu)高端車型應(yīng)用，能夠廣泛適配以大眾MEB、長(zhǎng)城A30為代表的全新純電動(dòng)平臺(tái)車型。
此外，蜂巢能源將短刀電芯設(shè)計(jì)為兩側(cè)處正負(fù)極柱，支持PACK環(huán)節(jié)采用上下雙水冷技術(shù)。
可以說(shuō)，蜂巢能源在盡最大努力，提升短刀電芯的通用性，使其能夠滿足各種不同需求。
02
化學(xué)性能和電性能測(cè)試
當(dāng)然，通用性強(qiáng)不代表電池好用。電池的好壞最重要的還是要看產(chǎn)品性能和安全。
因此，短刀電池從研發(fā)到量產(chǎn)，必須經(jīng)歷一系列復(fù)雜嚴(yán)苛的測(cè)試驗(yàn)證。李輝介紹說(shuō)，這主要涉及正負(fù)極材料、電解液的研發(fā)，樣品試制，產(chǎn)品物理化學(xué)性能測(cè)試、電芯及電池包的電性能測(cè)試、安全性能驗(yàn)證三重關(guān)鍵驗(yàn)證測(cè)試環(huán)節(jié)的考驗(yàn)。
無(wú)錫試驗(yàn)中心具備相對(duì)完善的理化和電性能實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α＠钶x表示，理化分析實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備40余臺(tái)，擁有多達(dá)131項(xiàng)的系統(tǒng)化測(cè)試能力，完整覆蓋材料開(kāi)發(fā)、電池體系開(kāi)發(fā)、電池機(jī)理及安全分析的所有測(cè)試需求。
例如磷酸鐵鋰電芯的低溫性能一直倍受爭(zhēng)議，為了改善這個(gè)問(wèn)題，蜂巢能源的研發(fā)人員在反復(fù)分析測(cè)試后，決定采用低粘度溶劑，以此來(lái)提高電解液在零下低溫環(huán)境中的流動(dòng)性和電導(dǎo)率，來(lái)改善冬季續(xù)航里程縮短問(wèn)題。
同時(shí)電解液還特意增加了功能添加劑，在電池首次充電的時(shí)候，能夠在負(fù)極發(fā)生聚合反應(yīng)，形成一層堅(jiān)固的保護(hù)膜。該保護(hù)膜在高溫下維持穩(wěn)定不分解，使負(fù)極和電解液不發(fā)生有害反應(yīng)，能夠明顯改善高溫環(huán)境下使用安全，大大提升循環(huán)壽命。
此外，短刀電池還采用了耐高溫和絕緣性優(yōu)異的陶瓷隔膜，保證電池充滿電針刺的情況下，不起火不冒煙，能夠順利通過(guò)針刺測(cè)試。

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尤其在安全方面，李輝重點(diǎn)介紹了，“同步熱分析儀-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀”的作用，該設(shè)備能夠?qū)Σ牧厢屟踹M(jìn)行精確分析。釋氧溫度的高低和釋氧量決定了材料高溫?zé)岱�(wěn)定性和安全性能。
電池內(nèi)部的工藝控制及失效分析是電池研發(fā)的核心環(huán)節(jié)，為了能深入了解短刀電池的內(nèi)部機(jī)理，蜂巢能源用工業(yè)CT對(duì)短刀電池做“體檢”，通過(guò)X射線觀察電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和缺陷，如對(duì)齊度、褶皺等，監(jiān)測(cè)精度達(dá)到納米級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電池失效機(jī)理和制造工藝控制的深入研究。
李輝介紹說(shuō)，通過(guò)材料驗(yàn)證環(huán)節(jié)后，材料才可制作成電池樣品，接著就要驗(yàn)證電池的電性能。電性能實(shí)驗(yàn)室就主要承擔(dān)此項(xiàng)工作，如電池的容量、能量、不同荷電量下的開(kāi)路電壓和脈沖充放電能力，長(zhǎng)期循環(huán)壽命、存儲(chǔ)壽命、自放電等電性能，判斷設(shè)計(jì)的電池是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。目前無(wú)錫研發(fā)中心整個(gè)電芯測(cè)試區(qū)域有1.26萬(wàn)個(gè)測(cè)試通道。

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為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，蜂巢能源還要模擬實(shí)際使用條件來(lái)對(duì)電芯進(jìn)行性能測(cè)試。例如，用金屬夾板模擬電芯在模塊或電池包內(nèi)的受力情況，并且監(jiān)測(cè)充放電過(guò)程中壓力變化，集成了溫度、電壓、壓力數(shù)據(jù)采集。此外還有三電極測(cè)試，用輔助電壓通道監(jiān)測(cè)正、負(fù)極對(duì)金屬鋰的電壓，尋找電池極限使用條件，避免析出金屬鋰，保證電池使用安全。
03
多項(xiàng)安全測(cè)試
在完成了理化性能測(cè)試和電性能測(cè)試之后，短刀電池真正走向量產(chǎn)，還需要對(duì)安全性能進(jìn)行一輪檢測(cè)。
李輝介紹說(shuō)，安全性測(cè)試的目的在于驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)在濫用情況下的安全性，最重要的目的在于驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)保護(hù)自身的能力，以及在發(fā)生危險(xiǎn)情況下對(duì)乘員的保護(hù)能力。
安全測(cè)試主要包括機(jī)械、環(huán)境和保護(hù)安全性等內(nèi)容。
為此，蜂巢能源建立了一個(gè)完整的電池安全實(shí)驗(yàn)室，占地5000㎡，現(xiàn)有設(shè)備30余套，可以進(jìn)行電池單體、模塊、BMS和電池包/系統(tǒng)的機(jī)械、環(huán)境和電氣的可靠性與濫用測(cè)試。
比較典型的有：高溫、低溫、高溫高濕、溫度驟變、鹽霧、水浸、振動(dòng)、機(jī)械沖擊、擠壓、針刺等。

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海水浸泡實(shí)驗(yàn)

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針刺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

 

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針刺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
這其中，針刺對(duì)于動(dòng)力電池的難度最大。滿電測(cè)試中，短刀電池不起火，不冒煙，針刺點(diǎn)溫度30-35度。
據(jù)李輝介紹，蜂巢能源L600短刀電池已通過(guò)系統(tǒng)化的安全性能測(cè)試，總體性能表現(xiàn)明顯優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是順利通過(guò)了針刺試驗(yàn)，充分顯示出短刀電池的高安全品質(zhì)。
此外，蜂巢能源還讓媒體宜興參觀了全固態(tài)電池的實(shí)驗(yàn)室。全固態(tài)電池方面，蜂巢能源全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)率先完成20Ah級(jí)硫系全固態(tài)原型電芯的研發(fā)。該系列電芯能量密度≥350Wh/kg，順利通過(guò)針刺、200℃熱箱等嚴(yán)苛實(shí)驗(yàn)。
據(jù)蜂巢方面介紹，目前全固態(tài)實(shí)驗(yàn)室已具備固態(tài)電解質(zhì)材料的公斤級(jí)自主合成，固態(tài)電解質(zhì)膜連續(xù)化制備，全固態(tài)軟包電芯組裝以及新設(shè)備開(kāi)發(fā)等自主研發(fā)能力，獲得了經(jīng)驗(yàn)積累的同時(shí)并針對(duì)性的展開(kāi)專利布局，已申請(qǐng)109項(xiàng)專利，其中發(fā)明專利93項(xiàng)。
短刀電池是蜂巢能源現(xiàn)階段的主推產(chǎn)品，目前已經(jīng)為以長(zhǎng)城為代表的車企進(jìn)行配套，后續(xù)會(huì)看到搭載短刀電池的車型陸續(xù)上市。
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 比亞迪 刀片電池 蜂巢短刀
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