針刺測試是電池安全測試的“珠峰”嗎？

　　【太平洋汽車網(wǎng) 行情頻道】2020年3月底，新能源汽車引領(lǐng)者比亞迪宣布正式推出刀片電池。發(fā)布現(xiàn)場播放的一段對比三種電池針刺實驗的視頻顯示，刀片電池攻克了電池內(nèi)部短路引發(fā)的熱失控，成功征服了針刺穿透測試。一石激起千層浪，這一測試直接刺中了動力電池行業(yè)的最大痛點，引發(fā)行業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注和熱議。

動力電池熱失控威脅生命安全

鋰電池的發(fā)熱和熱失控，我們其實并不陌生，從筆記本電腦到智能手機，因為使用不當、設(shè)計缺陷等原因而導致過熱或爆炸的示例時有發(fā)生。而電動汽車龐大的電池包覆蓋成百上千個電池單體，只要一個單體發(fā)生短路引發(fā)熱失控，整個電池包就有可能被殃及，造成安全事故。

導致電池單體熱失控的原因有很多，比如外力破壞、高溫炙烤、生產(chǎn)工藝缺陷等等。不同的電池單體由于材料不同、設(shè)計不同，在發(fā)生短路后，熱失控的劇烈程度會不一樣。一般來說，三元鋰電池熱量釋放劇烈，表現(xiàn)為爆燃或者自燃；鐵鋰電池熱量釋放慢，表現(xiàn)為噴煙，或者噴煙后自燃。

熱失控的劇烈程度，與電池自燃的概率正相關(guān)，這直接關(guān)系到乘坐者的生命安全。鑒于新能源車自燃事件頻發(fā)，新國標也明確增加了電池熱擴散實驗，要求電池熱失控后5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間。

針刺測試刺中新能源車行業(yè)痛點

內(nèi)部短路是電池熱失控的罪魁禍首。那么，如何在電池開發(fā)時驗證內(nèi)部短路引發(fā)熱失控的狀態(tài)？針刺測試看似有些極端，但其實是最直接的試驗方法。

針刺測試，就是在實驗室環(huán)境下，利用鋼針刺穿電池單體（或者模組），強制破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成內(nèi)部短路，進而引發(fā)熱失控。在GB/T 31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》中，能夠在針刺貫穿后1小時內(nèi)不爆燃、不起火的電池，才算通過針刺測試。

通過針刺測試視頻我們可以看到，在同樣條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象，電池表面的雞蛋被炸飛。傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達到200℃~400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦。刀片電池在針刺穿透后無明火、無煙，表面溫度在30-60℃區(qū)間。

在眾多電池安全測試中，針刺測試是業(yè)內(nèi)公認最難通過的，被稱為“電池安全測試領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰”。測試視頻讓人們親眼目睹、直觀感受到該項測試的震撼，也證明刀片電池無可比擬的安全優(yōu)勢。

由于針刺測試對三元鋰電池過于嚴苛，特別是近年來三元鋰電池追求高鎳化，使得熱穩(wěn)定性進一步下降，因此針刺測試每刺一針，都刺在了動力電池行業(yè)的痛點之上。也因此，自2017年開始，針刺測試不再作為動力電池安全測試的強制標準，而在新國標中，針刺測試干脆被直接拿下。

多場景，針刺測試和日常用車聯(lián)系緊密

針刺測試不僅僅是一項濫用測試，它和我們?nèi)粘Ｓ密嚶?lián)系其實非常緊密。首先，生產(chǎn)工藝缺陷、電池遭遇過充過放，都有可能導致鋰離子電池內(nèi)部生長出枝晶，枝晶刺穿電池內(nèi)部的隔膜后，就會導致內(nèi)短路引發(fā)熱失控；相鄰車輛起火等外部熱源的炙烤下，電池內(nèi)部也有可能發(fā)生內(nèi)短路，導致熱失控。

另外，乘用車動力電池包放在車輛底部，車輛托底、碰撞時電池包受到擠壓發(fā)生變形，有可能傷及電芯，導致內(nèi)短路，引發(fā)熱失控。總之，鋰離子電池的特性決定，動力電池不可能絕對安全，因此，負責任的電池生產(chǎn)廠商會將開發(fā)測試標準盡可能“就高不就低”。

作為消費者，應(yīng)當在選擇新能源車時擦亮眼睛，將動力電池的安全性作為重要參考指標，而不只是一味地追逐高續(xù)航。從行業(yè)層面看，刀片電池從技術(shù)上引領(lǐng)全球動力電池回到發(fā)展正軌，如果能在新能源車中大量普及使用，也勢必將幫助整個行業(yè)更加健康安全地成長。