當(dāng)行業(yè)還在為三元材料鋰電池的暫停熱議時(shí),有人卻要告訴你:過于糾結(jié)何種材料對(duì)電池更安全的意義并不太大,真正最影響電池安全的指標(biāo)其實(shí)是電解液燃燒熱。
3月19日晚,北京水立方,主題為“More Than Safe”的微宏不燃燒電池技術(shù)發(fā)布會(huì)在這里舉行。會(huì)上,曾經(jīng)憑借首創(chuàng)10分鐘快速充電技術(shù)在業(yè)內(nèi)聲名鵲起的微宏動(dòng)力系統(tǒng)(湖州)有限公司,又帶來了一項(xiàng)歷時(shí)8年研發(fā)的全新“黑科技”——不燃燒電池技術(shù)。
電池安全性問題的重要性毋庸置疑,特別是對(duì)于客車而言。正因?yàn)槿牧蠠岱€(wěn)定性較差,易造成與火藥類似的“熱失控”,所以基于安全底線考量,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。但是,從此前的數(shù)百萬臺(tái)筆記本電池召回,到波音787電池自燃等事件來看,鋰電池的安全性不可預(yù)測(cè),燃燒不可控,“當(dāng)今全球鋰電池=自帶火柴的油箱?!蔽⒑旯臼紫瘓?zhí)行官吳揚(yáng)如是說。鋰離子電池作為一個(gè)能量載體,在生產(chǎn)與使用過程中存在著不可控的內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn),依照目前行業(yè)內(nèi)最高標(biāo)準(zhǔn)的18650電芯品控率2ppm來計(jì)算,每賣出10萬輛車,就有1600輛存在自燃的高風(fēng)險(xiǎn)。
微宏公司首席執(zhí)行官吳揚(yáng)
那么,如何解決電池的自燃問題?據(jù)介紹,微宏團(tuán)隊(duì)以“軸”和“不服”的精神,不僅實(shí)現(xiàn)了之前既定的10分鐘快速充電和長(zhǎng)壽命,而且在電池不燃燒技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)了突破。微宏的不燃燒電池技術(shù)解決方案主要包括主動(dòng)安全和被動(dòng)安全兩個(gè)方面,可以確保純電動(dòng)汽車不會(huì)無預(yù)兆自燃。
微宏公司研發(fā)副總裁劉文娟博士介紹鋰電池內(nèi)短路六大成因
微宏公司研發(fā)副總裁劉文娟博士表示,鋰電池內(nèi)短路會(huì)造成“熱失控”,這是電池自燃的重要原因。而鋰電池內(nèi)短路主要有六大原因:材料屬性、生產(chǎn)工藝問題、循環(huán)過程中的損耗、不穩(wěn)定設(shè)計(jì)、環(huán)境條件惡劣以及機(jī)械性損傷。同時(shí),從微宏技術(shù)中心的測(cè)試數(shù)據(jù)來看,普通鋰電池從室溫到熱失控,電解液燃燒熱占比高達(dá)72%,而正極反應(yīng)熱和負(fù)極反應(yīng)熱占比分別是6%和5%。這也就意味著,要解決電池的“熱失控”問題,必須從電解液和隔膜上做文章,“這是兩大命穴”。
微宏公司研發(fā)副總裁劉文娟博士介紹微宏不燃燒電池
為此,微宏研發(fā)出了不可燃燒的鋰離子電池電解液。微宏公司研發(fā)副總裁鄭卓群博士以普通鋰離子電池電解液和微宏不燃燒電解液的對(duì)比實(shí)驗(yàn),通過電解液加熱后直接浸入電阻絲、加熱到沸騰以后嘗試點(diǎn)燃兩個(gè)案例,證明了微宏不燃燒電解液的優(yōu)勢(shì)。
電解液對(duì)比展示
不僅僅是不燃燒電解液,微宏的耐高溫隔膜也是一大創(chuàng)新。據(jù)測(cè)試,在300攝氏度以上高溫時(shí),普通電池極易爆燃,而微宏不燃燒電池的耐高溫隔膜則不會(huì)收縮,隨著溫度的繼續(xù)升高開始碳化,但不會(huì)發(fā)生“熱失控”,“具有良好的浸潤(rùn)性、極佳的整體通透性、高化學(xué)穩(wěn)定性以及好的熱穩(wěn)定性,其熱穩(wěn)定溫度要高于正極材料的熱分解溫度。”微宏公司首席技術(shù)官李翔表示。而現(xiàn)場(chǎng)展示的針刺測(cè)試也表明,微宏耐高溫隔膜完勝普通PE隔膜。
針刺測(cè)試對(duì)比展示
微宏耐高溫隔膜特性參數(shù)
眾所周知,燃燒有三個(gè)基本要素:可燃物、著火源(高溫)和助燃物(空氣)。如果說微宏不燃燒電解液減少失控能量,解決的是可燃物的問題,耐高溫隔膜減緩能量釋放,解決的是著火源問題,“這些都屬于微宏不燃燒電池的主動(dòng)防御技術(shù),相當(dāng)于拿走了鋰電池這一‘自帶火柴的油箱’的火柴與油箱,那么,‘智能熱控流體(STL)’技術(shù)則是被動(dòng)防御技術(shù)?!蔽⒑旯狙邪l(fā)副總裁仝志明博士表示,STL技術(shù)可以平衡電池組內(nèi)部溫度差異,延長(zhǎng)電池壽命,同時(shí)利用外部循環(huán)實(shí)現(xiàn)更好的溫度控制,而且由于STL密度比電解液的密度小,可以通過浸沒的方式,使泄漏的電解液不接觸空氣,從而使安全更有保障。他舉了一個(gè)小例子,去年感恩節(jié)前夕,英國(guó)倫敦的一輛雙層巴士在安裝電池時(shí)由于操作不當(dāng)導(dǎo)致電解液少量泄漏,但因?yàn)橛蠸TL技術(shù),所以即使過去了一周后才發(fā)現(xiàn),也沒有引發(fā)安全問題。而且STL可以很方便地通過BMS(電池管理系統(tǒng))的絕緣檢測(cè)功能對(duì)液體檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組的漏液情況。

微宏公司研發(fā)副總裁仝志明博士介紹STL技術(shù)
據(jù)介紹,不燃燒電解液+耐高溫隔膜+智能熱控流體技術(shù),可以保障電池在500攝氏度以下100%不燃燒。此次發(fā)布會(huì),實(shí)際上也是微宏的一場(chǎng)招商說明會(huì)?,F(xiàn)場(chǎng)可以看到不少客車整車廠以及公交公司的代表?!拔覀兿Mc整車廠達(dá)成戰(zhàn)略合作。由于產(chǎn)能限制,不燃燒電池最開始只能供應(yīng)不超過兩家整車廠。”吳揚(yáng)強(qiáng)調(diào),盡管微宏擁有不燃燒電池技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán),但對(duì)于同行是開放的。同時(shí)在價(jià)格問題上,“微宏最不喜歡賣便宜產(chǎn)品,因?yàn)檠邪l(fā)是需要資金的,這樣才是良性循環(huán)。不過,微宏愿意和所有的客戶共同商量,實(shí)現(xiàn)雙贏發(fā)展?!?
據(jù)了解,目前微宏不燃燒電池還沒有在客車上做試驗(yàn),但已在北汽、長(zhǎng)安的出租車型上使用。未來,微宏還會(huì)將不燃燒電池?cái)U(kuò)展到汽車外的其他領(lǐng)域,如手機(jī)、充電寶等。截止到今年3月,共有1萬多輛汽車配備了微宏動(dòng)力電池,累計(jì)運(yùn)營(yíng)超過6.2億公里,無因電池引起的運(yùn)行安全事故,最長(zhǎng)5年8000次循環(huán)最大電性能下降不超過7%。在北京,目前有超過一半的純電動(dòng)客車采用微宏快充技術(shù)。
與湖州總部現(xiàn)場(chǎng)連線
在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng),還進(jìn)行了與浙江湖州微宏總部的現(xiàn)場(chǎng)連線,讓大家親眼見證了電池拆解實(shí)驗(yàn)。而各種實(shí)驗(yàn)綜合起來看,仿佛“差點(diǎn)把電池下了油鍋”。有人說,微宏的這場(chǎng)發(fā)布會(huì)是迄今為止國(guó)內(nèi)客車業(yè)辦得最牛的一場(chǎng)發(fā)布會(huì),而微宏的不燃燒電池技術(shù)能否也像其介紹的那樣牛,且讓我們拭目以待。
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