犟过钢针的三元锂电池，这次终于被征服了

3月10日，一根直径8mm的钢针直戳入一块充满电的三元锂电池模组里。按照以往的经验，以三元锂电池的暴脾气，这一戳肯定让它暴跳如雷，直接以点燃鞭炮的速度迅速燃爆，并连同周边的三元锂电池一起起哄。

但奇怪的是，钢针刚进去的一瞬间，电池包还不见有什么异样。如果不是直播画面旁边有一个显示电压和温度的仪表，我甚至还会怀疑钢针被压弯了。过了好几秒，好戏才上映——电池开始冒出白烟，并逐渐发展成非常浓烈的大烟，电池温度直接飙升到686℃。烟之大，温度之高，甚至让我一度怀疑这次针刺试验要失败了。值得庆幸的是，整个过程没有明火。

时间一分一秒地过去，浓烟逐渐消散，电池温度也逐渐下降，预想中的爆燃没有发生。稍微有点异样的，是被烧焦的电池壳。

按照官方的说法：“试验结果显示，广汽埃安的三元锂（弹匣电池）整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟，无起火和爆炸现象。静置48小时后，电压降至0V，温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有蔓延到其他电芯。打开电池整包，观察内部结构完好。”

就这样，三元锂电池的一大安全难题——热扩散，被广汽埃安解决了。而这项技术，埃安把它称为弹匣电池。

三元锂电池的热扩散、热失控究竟有多可怕？我想，如果还对2019年4月，特斯拉在地库自燃的事件还有印象的人，应该可以想象得到。自那时起，自燃事故屡屡登上头版新闻，弄得社会人心惶惶。一些小区甚至以此为由，拒绝电动车用户在自家车位加装充电桩。

各大车企深信，电池安全是阻碍电动车发展的一大瓶颈，大家也都使尽浑身解数来解决这个问题。

最早对动力电池热失控下手的是比亚迪。

2020年3月29日，比亚迪正式发布刀片电池，并以一场针刺试验宣告顽疾已被解除。但奈何，有些人并不买账，认为比亚迪解决的不是电池热失控的问题，因为磷酸铁锂电池本身就不易失控，刀片电池不过是一套能提升磷酸铁锂电池包体积能量密度的装配方案。

虽然存在非议，但这改变不了刀片电池“出鞘，安天下”的节奏。

因为，这是当时唯一一套既能防止电池热失控，同时也能提供电动车长续航所需要的高能量密度电池包的解决方案。这样一套方案，不管消费者还是资本市场都十分买账！如果我没记错的话，刀片电池一出，比亚迪的股票就迅速飙升，市值大增。

虽然磷酸铁锂的难题得到了解决，但可惜的是，它并没有因此取代三元锂进入到动力电池市场的主流技术路线。毕竟大伙们舍不得三元锂电池高重量能量密度这一特点，他们也认为电池包出现针刺这一情况的概率非常低，电动车自燃是一件小概率事件。

自燃的概率虽然是小，但只要路上跑的车多了，必然也会成为多发事件。作为全球三元锂电池出货量最多的宁德时代，理所应当地承担起电池安全的重担，给三元锂电池也搞了一个针刺试验。

不过，这个针刺试验，非但没有证明三元锂电池能通过针刺试验，反倒让人深信三元锂电池的自燃避无可避。因为在做针刺试验的时候，宁德时代只是给三元锂电池弄了个超硬的外壳，钢针没有压进去，反倒被压弯了，电芯压根就没有被刺穿。

这样的试验，明眼人一看就知道是忽悠。因为针刺试验检验的是电芯被刺穿时有没有热失控的现象，模拟的是电池包的内部短路。如此针刺，除了证明钢针易断外，证明不了其他东西。因此，宁德时代的这次试验，被传成了笑话。

连全球最大的动力电池制造商都没能解决三元锂电池的自燃自爆问题，难道真是无解了吗？

与福建毗邻的广东，有一家企业就是不信邪，他找来了全球各地的顶级电芯专家，组建了一支600人的国际专家团队，专门研究动力电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等电池安全问题。而这次针刺热扩散试验的主角——弹匣电池，就是他们的成果之一。

这里需要注意的是，弹匣电池，解决的不是三元锂电池的热失控问题，而是整个电池系统的热扩散问题。这是一个系统性的解决方案。

事实上，三元锂电池的热失控问题是很难解决的，就像人被刀刺了会流血一样。早在2019年，中国科学院院士欧阳明高就已经带领团队研究动力电池的热失控问题，经过长时间的研究，他们最终得出一个结论，防止三元锂电池热扩散的唯一办法就是抑制热蔓延。

大家都知道，人流血是不会死的，但流血过多会，动力电池也是同样的道理。弹匣电池就是来“解决流血过多的问题”的——把三元锂电池的热失控控制在某一个单元体里，不让它扩散到其他电芯，进而抑制热蔓延。

当然，广汽埃安并没有把电池安全止步于热扩散，而是从源头上就思考如何尽可能防止电池的热失控。毕竟，即便电池的热扩散能得到解决，但单一电芯的热失控也依旧是失控，是不可逆转的损伤。

所以，他们采用了“防止电芯内短路，短路后防止热失控，以及热失控后防止热蔓延”的设计思路，从源头上就开始思考如何尽可能地防止电池热失控。在这一设计思路下，广汽埃安有四大核心技术。

第一个技术是超高耐热稳定的电芯。

在我看来，在这四大核心技术中，这项技术是核心中的核心。

首先，它通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，提高了电芯的热稳定性，防止了热失控；

其次，它还在电解液中增加了一种添加剂，从而实现SEI膜（solid electrolyte interphase）的自我修复，进而改善电芯寿命，降低电芯短路风险；

再者，它还在电解液中增加了另一种添加剂，使得电芯在加热至120℃以上时，能在活性表面形成一种高阻抗特性的聚合物膜，大大降低热失控产生的热量。

以上三者没听懂也没关系，反正你只需要记住，这一堆技术能使电芯的耐热温度提升30%。

30%是什么概念？一般来说，三元锂电池组对0-40℃这个区间的温度并不敏感，一旦超过这个区间，寿命和容量就会打折扣。可是在中国的许多地方，电池电芯轻而易举就能达到40℃，不过提升30%后的52℃就不易达到了。

第二个技术是超强隔热的电池安全舱。

这项技术说白了就是给每一个单体电芯装上了一个防火墙，即便这个电芯发生了热失控也不会蔓延到相邻电芯。这个防火墙可以耐1400℃的高温，这又是什么概念呢？在刚刚的试验中，我们看到电池热失控的最高温度也不过686℃罢了。

第三个技术就是极速降温的速冷系统。

这个技术就更好理解了，就跟起火了就要救火是一个道理的。它通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计，使得电池的散热面积提升了40%，散热效率提升30%。

第四个技术就是全时管控的第五代电池管理系统。

从目前的电动车起火事件来看，最让人后怕的其实就是静置时的自燃，上海那辆在地库自燃的特斯拉就是如此。

有了这个电池管理系统就能很大程度上解决这个问题。它可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍，以24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测，一旦发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。

后面的三个技术，举一个简单的例子就是，把家建在了消防局旁边，一旦有什么险情，消防车都不用拉响警报，高压水枪就射到家了。

其实，看到“弹匣”这个名字，看到上述的技术，我第一反应就是广汽埃安要以电池的能量密度来换安全。就像重装上阵的战士要牺牲灵活性一样。不过，在发布会上，广汽埃安否认了这一点。

按照官方的说法：“弹匣电池虽然增加了大量的安全设计，但同时在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化。搭载弹匣电池系统安全技术的电池包，相对于同类普通电池包，体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。”

其实，不管有没有提升电池的能量密度、降低成本，这项技术对于三元锂电池来说，就是一种安全性能的突破，惠及的是未来数以千万计的电动车用户。

你看，不管刀片电池还是弹匣电池，掌握核心技术依旧是那帮“大爷”，而不是嘴上喊着颠覆，实际上只是换汤不换药的“新势力”。

文 | 大雄

(本文仅为作者个人观点，不代表DearAuto立场。)

 

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广东格林律师事务所李国勇律师