电池针刺只是入门标准?

电池针刺只是入门标准？

作者 | 金不换

出品 | 电动公会

继比亚迪刀片电池和广汽埃安弹匣电池之后，吉利神盾电池最近也完成了业内最严格的工作“电池针刺”挑战。

5月13日，吉利银河专属“神盾电池安全系统”首次基础安全测试在中汽中心完成，不断挑战“电池组海水腐蚀浸泡，三面重击，外部火灾，电池针刺” 四大电池安全试验，狠狠展示了一把肌肉。

在这四种安全测试中，电池针刺无疑是最困难和最严格的条件，被业界公认为电池安全测试“珠穆朗玛峰”。

根据试验结果：神盾电池立即穿透8mm钢针，静置观察24小时后无火灾、爆炸、烟雾，电压保持稳定，试验最高温度不超过40℃，远远超过国家标准。

吉利汽车集团中央研究院副院长任向飞也有信心喊出这一成就：“电池针刺只是神盾电池安全的入门标准，神盾电池将刷新电池安全的新高度。”

01

针灸实验的目的是什么？

在谈论这个问题之前，我们需要了解什么是针刺试验，以及针刺试验对电力电池安全的必要性。

十多年前，在新能源汽车推广之初，消费者最关心的是里程。如今，全国新能源汽车的所有权正在达到2000万辆，消费者最关心的是产品安全。新能源汽车安全的关键在于动力电池。

在保证车辆安全的同时，如何兼顾续航能力，需要车企努力提高动力电池的安全策略。

对于锂离子动力电池，自燃主要是内部电池的热失控。所谓的热失控只是指电池内的热产量远高于散热率。电池热失控的主要原因是电池内部短路，在短时间内迅速积累大量热能，热量无法排出，导致电池组着火甚至爆炸。

针刺试验的目的是人工刺穿电池，造成内部短路，模拟电池热失控过程，观察电池在这种情况下是否能保证状态稳定。你知道，电池领域有300多种测试方法，针刺测试被认为是最异常和最严格的测试方法之一。因此，该试验对测量和提高动力电池的安全性具有重要意义。

如何定义电池针刺试验的标准？

从国家关于电动汽车锂离子动力电池安全的要求可以看出，所谓的电池针刺试验是基于GB/T 针刺试验方法为31485-2015，将电池充满电，用直径为5-8mm的耐高温钢针(25±5）mm/s的速度贯穿于垂直于电池极片的方向穿戴位置应靠近刺面的几何中心，钢针应停留在电池中，观察1小时，无火灾或爆炸合格。

一般在标准试验条件下，针刺时电池温度变化剧烈，容易出现极热失控。比如钢针刺入后，一些普通磷酸铁锂电池的最高温度达到329.4℃，出现了大量的白烟。

由于大部分电池无法通过测试，国家标准不再强制电池必须通过针灸测试，但在过去两年中，一些汽车公司仍然敢于挑战测试。

2020年，比亚迪按照国家标准进行了刀片电池针刺试验，取得了良好的效果；2021年，广汽埃安还凭借其全新的动力电池系统对三元锂电池进行了针刺试验，最高温度为51.1℃，同样通过了国家标准。

相比之下，吉利神盾电池针刺试验直接提高了标准，选择了直径8mm的、顶角45°针刺钢针。与陶瓷等其他材料相比，钢针具有更好的导电性，可加剧针刺后电池短路的严重程度，更接近实际破坏条件。而钢针45°顶角可以在增加短路面积的同时刺穿电池，不被短路电流熔断，对神盾电池造成长时间、大面积的严重损坏。

在远远超过国家标准的测试标准下，神盾电池针刺后无火灾、爆炸、烟雾，整个测试过程的最高温度不超过40℃，足以证明“神盾电池“安全性和可靠性都很高。

神盾电池是怎么做到的？根本原因在于一系列高性能材料和新技术的祝福。

任向飞表示，神盾电池安全系统是吉利银河独有的电池安全技术，采用低反应活性电解质、高安全磷酸铁锂正极、耐热涂层涂层技术、PACK层“田字型”新材料和新技术，如电池结构保护，确保电池温度始终保持在合适和安全的范围内。

低反应活性电解液：电解液离子电导率高，产热少，安全性大大提高。

高安全磷酸铁锂正极：惰性高稳定材料结构，超热稳定性，500℃不分解，电池热安全性能可控。

耐热涂料涂料技术：神盾电池隔膜采用耐热涂料涂料技术，耐高温、高强度复合结构在超高温150℃下仍能保持良好的尺寸结构，防止内短路扩散。

不难看出，吉利在电池安全方面下了很大功夫，神盾电池已经成为针灸试验中最好的动力电池之一，刷新了动力电池安全的新高度，让消费者在购买新能源车型时不再担心电池安全。

电池针刺试验在增强消费者信心和安全感的同时，对促进相关企业适者生存、促进电动汽车行业健康发展也起着至关重要的作用。

长期以来，针灸试验一直是主要电池制造商心中的痛苦。虽然针灸试验已经从国家标准中移除，但针灸试验的难度并没有降低。因此，吉利神盾电池远远超过国家标准，通过针灸试验最终是电池技术的进步，也使行业对未来更安全、更高能量密度的电池技术充满了期待。

02

重新定义电池安全标准

无论汽车如何发展，安全始终是吉利一贯的主要汽车制造理念。正是因为对安全的终极追求，吉利才在建设“神盾电池安全系统”将标准提升到同行无法企及的高度。

例如，吉利的国家标准是20项测试“神盾标准”然而，有100多项，比国家标准多80多项，所有测试标准都是国家标准的倍数。在这一点上，我们可以从神盾电池通过的另外三个测试中窥探一两个。

在这次基础安全测试中，神盾电池除了成功通过了业界公认的最困难的电池针刺测试外，还通过了“电池组海水腐蚀浸泡，三面重击，外部火灾试验”，这三项试验标准也远远超过国家标准。

具体来说，在电池组海水腐蚀浸泡试验中，神盾电池组浸泡在深度1米、浓度3.5%的氯化钠溶液中，连续浸泡24小时，远远超过0.5小时的行业标准。取出静置观察2小时，无泄漏、火灾、爆炸等现象。 

在电池组三面跌落重击试验中，电池组高度2米，高于行业标准1m，底面、左侧、右侧连续自由跌落到水泥地面，静置观察2小时，电池组无电解质泄漏、火灾、爆炸。

在外部火灾试验中，将电池包放在试验设备上进行火灾，直接燃烧105秒 间接燃烧90秒，远远超过直接燃烧70秒 国家标准要求间接燃烧60秒。静置24小时后，电池组不会着火或爆炸。 

这四个超高标准的试验充分证实了神盾电池安全系统的安全性领先于同行，这只是“神盾电池安全系统”冰山一角在系统中。任向飞说，除了这四项，“基本安全标准”此外，神盾电池还完成了三项安全标准：车辆安全标准、智能安全标准和健康安全标准。

在“整车安全”在方面，第一款基于世界级E-CMA架构的带神盾电池的吉利银河L7，拥有同级领先的7系铝合金防撞梁、一体式热成型硼钢门环等“移动堡垒”。

在“智能安全”方面，“BMS 3.0电池医生”7.电池安全性×全天候监测24小时。星睿智算中心拥有超强的计算能力，能够支持350万辆在线车辆的智算需求，实时感知在线车辆“三电”安全状态，实现云在线实时诊断、故障统计分析等多种功能。

此外，神盾电池安全系统还注重防辐射安全，避免电磁辐射对人体健康的损害。由于结构安全开发系统，吉利银河实现了30公里速度底部冲击，20公里速度车辆底部无损坏，解决了电动汽车的问题“托底碰撞”造成电池损坏和安全事故的致命问题。

在动力电池安全领域所有可见或看不见的角落，神盾电池安全系统要求更高、更极端的标准。在不断刷新行业标准的背后，也是吉利在电气化时代汽车制造系统实力的缩影。

我们可以看到吉利围绕着它“神盾电池安全系统”构建起“神盾新能源安全技术中心”，基于电池安全实验室、电磁辐射安全实验室、车辆安全实验室和星级智能计算中心，可以提供强有力的计算支持，开展安全技术研发和验证，贯穿整个电池生命周期。

吉利还要求供应商统一使用供应链系统“神盾标准”严格要求，确保产品一致性“门槛”。就是这样“高标准、严格要求”神盾电池的发展理念取得了优异的安全性能。

好马配好鞍，神盾电池“八重神盾，八级防护”在强有力的支持下，即将上市的吉利银河L7的安全性将远远超出想象，预计将以同级别最强的产品实力成为超出市场预期的高端新能源汽车。让我们拭目以待。