摘要:5月21日小魚鋰電用戶採用寧德時代811單體電池實驗,所作實驗雖然條件簡陋,但是已經包含了實驗基本要素:有溫度以及電壓測量,鋼針直徑7mm和穿刺速度25mm/s都符合標準。隨後5月24日,小魚鋰電用戶發佈了第二次針刺實驗,採用寧德時代523單體電池。

最近寧德時代不太平。微博用戶小魚鋰電做了兩次次寧德時代電池的針刺實驗,瞬間火光四射的結果不光燒完了電池本身,也一同燒完了大家對鋰電池安全性能的所有期盼。隨後不久,寧德時代予以“回擊”,在自家實驗室當中放出了自家電池“通過檢測”的視頻,但是實驗方法、實驗過程以及寧德時代的公關話術又遭受到了不少質疑。鋰電池的穿刺實驗到底是什麼?鋰電池現在的安全狀況到底又如何呢?

我國現行的汽車用動力鋰電池的安全有關規定共有兩部推薦標準,分別是《GB/T 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及實驗方法》和《GB/T 31467.3 電動汽車用鋰離子動力蓄電池電池包和系統 第三部分:安全性要求與測試方法》。其中,在前一個標準當中明確規定了鋰電池針刺實驗的實驗方法和電池合格的標準。

在國標GB/T 31485-2015當中,第五章節5.1.7寫明:單體蓄電池按6.2.8進行鍼刺實驗時,應不爆炸、不起火。在5.2.7寫明:蓄電池模塊按6.3.8進行鍼刺實驗時,應不爆炸、不起火。可以看得出,無論是單體蓄電池,還是蓄電池模塊,國標都做出了“應不爆炸、不起火”的要求。

然後繼續看6.2.8和6.3.8的實驗方法和細則。

在針對單體蓄電池6.2.8 針刺實驗當中,需要用一根直徑5-8mm的耐高溫鋼針,以(25±5)mm/s的速度,從垂直於蓄電池極板的方向貫穿,貫穿位置宜靠近針刺面的幾何中心。貫穿之後,鋼針停留在蓄電池當中並觀察1個小時。

這裏需要注意幾個細則:鋼針需要貫穿整個電池,並且電池既不能當場起火爆炸,在鋼針停留在電池裏觀察1個小時的過程中也不能發生起火爆炸情況。

針對蓄電池模塊的6.3.8實驗與6.2.8實驗大同小異,鋼針被加粗至直徑6-10mm,穿刺速度、貫穿程度和觀察時間都保持一致。稍有變化則是鋼針的貫穿方式,需要根據電池包的佈局情況,採用不同的依次至少貫穿3個單體電池的方式。

回顧4次針刺實驗

5月21日小魚鋰電用戶採用寧德時代811單體電池實驗,所作實驗雖然條件簡陋,但是已經包含了實驗基本要素:有溫度以及電壓測量,鋼針直徑7mm和穿刺速度25mm/s都符合標準。鋼針雖然最後沒有貫穿電池,但是剛扎入電池就已經發生了燃燒起火現象,鋼針是否貫穿已經沒有了意義。最終實驗以電池未通過針刺實驗爲結果。

5月22日,寧德時代官方微博發佈了一次內部針刺實驗,實驗採用包含外殼的電池模組進行。實驗採用直徑5mm鋼針與25mm/s由下向上刺向臺架上的電池。在實驗過程當中,鋼針接觸電池表面發生了斷裂現象,並未繼續向電池內部穿刺,電池也當然保持了完好狀態。由於鋼針並未實際發生穿刺現象,所以寧德時代的第一次實驗並不能認爲符合國家測試標準,只能認定爲一次企業標準實驗。

5月23日,寧德時代官方微博發佈了第二次測試實驗,採用電池爲寧德時代5系單體電池。實驗採用側面穿刺方式,鋼針這次沒有發生折斷現象,刺入電池之後,電池並未發生劇烈燃燒現象。同時由於可以檢測到電池電壓在實驗過程當中有電壓下降、溫度上升現象,可以側面證明這一次鋼針確實刺入了電池。

隨後5月24日,小魚鋰電用戶發佈了第二次針刺實驗,採用寧德時代523單體電池。鋼針刺入電池時,電池隨即開始發生膨脹並且炸裂噴氣現象,數秒鐘之後便開始發生起火現象。起火現象中斷數秒之後,又發生了二次起火現象,直至全部燃燒至碳化。

可以說,用戶所作實驗與寧德時代實驗,確實發生了較大不同的實驗現象,瞬間即燃燒與安全通過實驗,實驗結果完全不同。

實際上,近年以來,公開做針刺實驗的,還有寧德時代的老對手比亞迪。比亞迪在“刀片電池”的發佈上,公佈了一段實驗錄像。在實驗當中,電池被鋼針從中央貫穿,電池發生了降壓、升溫現象,並未發生起火或者爆炸。不過這一實驗只提供了實驗前一段僅幾分鐘實驗,也並不滿足國標當中的“觀察1小時”標準。並且實驗錄像依然是由比亞迪官方提供,並未經過其他第三方實驗驗證。刀片電池是否更加安全的結論,並不能簡單得出。

針刺實驗有多難?

對車輛行駛有何實際意義?

根據國標GB/T 31485-2015標準,電池需要通過過放電、過充電、短路、跌落、加熱、擠壓、針刺、海水浸泡、溫度循環、低氣壓,共10項測試項目。除了針刺實驗之外,實驗本身並不會引起電池直接破損,只有針刺實驗必然會造成電池內部損傷。因此穿刺實驗也被認爲是電池安全測試當中最難的一項測試。

在汽車實際駕駛當中,部分情況時確實會遇到類似穿刺實驗的事故。行駛路面遇到石塊凸起、或者壓過前車破損保險槓、鋼筋等U型雜物、或者地面升降減速帶等,會直接從下方對電池形成穿刺效果。如果電池本身質量不佳,確實將成爲安全隱患。

寧德時代在5月25號發文稱,“國際認知從單體安全轉向系統安全”。確實,對於普通消費者購車而言,並不會直接接觸到單體電池組,車輛電池通常都是安放在被保護的電池包當中。但是,這並不能作爲辯解理由,因爲在實際駕駛當中,任然會遇到類似穿刺實驗的現象。即使電池模組擁有金屬包裹保護,並不能防止模組一定不會被穿刺。所以寧德時代第一次實驗利用“鋼針斷裂”這種不合規實驗結果,想要證明電池包安全,在邏輯上並不通順。

2020年5月12日,國家發佈了新一代的《GB 38031-2020 電動汽車用動力蓄電池安全要求》,標準從之前的GB/T推薦標準升級成爲了GB強制性國標。新標準將從2021年1月1號開始實施。新標準內部刪除了此前GB/T31485-2015當中電池單體穿刺實驗部分,並修改整合了GB/T 31467.3-2015當中的電池包或系統機械衝擊的實驗方法。電池包或系統需要通過正負方向各6次,共計12次的瞬間大沖擊。在實驗當中,電池需要經歷半正弦波之下,加速度高達7g大小的瞬間衝擊。

新國標也表明了汽車電池安全理念從“單體轉向系統安全”,但無論如何,絕不是“鋼針斷裂”就可以證明電池系統安全這般簡單。

距離新國標的正式實施還有半年時間,當下有關汽車動力電池僅依靠兩份推薦標準約束。因爲推薦標準並不強制執行,當下確實會有魚龍混雜現象。期待新標準強制實施之後,對電池生產企業能夠更強約束,生產出符合安全標準的產品。也期待日後能有“格力舉報奧克斯”之類的利國利名之事。

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