12月2日蜂巢能源在江苏无锡举办了“电池日”活动,包括吴锋院士、孙逢春院士在内的一众技术大咖,以及来自长城、戴姆勒、吉利等在内的众多主机厂商的代表和上游原材料供应商的代表出席了活动。作为特斯拉电池日之后国内首场“电池日”活动,蜂巢能源不负众望,杨红新总裁现场发布了凝结了蜂巢能源多年心血的动力电池热失控系统性解决方案——“冷蜂”,旨在为电动汽车的心脏——动力电池提供多重、系统化的安全保障。



近年来随着新能源汽车保有量的增加,新能源汽车的安全事故也日渐增多,安全已经成为悬在新能源汽车头顶的达摩克利斯之剑,打造绝对安全的动力电池成为各大动力电池厂商孜孜不倦追求的终极目标。今年的10月宁德时代报道了永不起火电池技术,通过材料、电芯、电池包设计等方面的工作,实现了电池包热失控不扩散,那么蜂巢能源此次推出的 “冷蜂”方案在技术上与宁德时代有何异呢?


系统安全,材料先行


材料的热稳定性是电池安全的基石,因此无论是蜂巢能源,还是宁德时代都选择了首先从高安全材料角度着手。单晶设计是提升高镍体系材料热稳定性的有效方法,研究表明在200-300℃的范围内单晶结构材料的O2释放温度要明显的高于多晶结构材料,表明单晶材料的热稳定性要明显好于多晶结构的材料。因此在 “冷蜂”解决方案中蜂巢能源开发了单晶无钴正极材料,通过适当的提升电压,可以获得与NCM811体系材料相近的能量密度,而且单晶无钴材料安全性上相比811体系有明显提升,其中DSC热分解温度提升10-15%,ARC热失控问题提升15-20%,耐过充140%(高于811的125%),因此相比于811体系材料都有显著的提升,而且循环寿命还比811提升65%。因此,安全性明显改善的单晶无钴材料是“冷蜂”系统安全的第一道保障。


据杨红新总裁透露,目前采用该材料的电池样品已经在欧洲顶级车企和美国知名电动汽车企通过了严格的测试,情况反馈优异。



“果冻”电池,终结热失控


通常锂离子电池采用碳酸酯基的电解液,该类电解液虽然具有良好的电导率和电化学稳定性,但是其易燃的特性使得其在电池热失控时会发生燃烧释放大量的热量,加剧单体电池的热失控,并加速热失控在电池包内的扩散。而固态电解质可有效解决这一问题。但是目前固态电池的技术尚不成熟,因此介于传统液态电解质和固态电解质之间的半固态电解质解决方案成为了各大厂商的目前的角逐热点。蜂巢能源从这方面入手,在此次活动中推出了采用半固态、呈果冻状的电解质,推出了“果冻电池”,该新型电池具有高电导、自愈合、阻燃等特点,能在几乎不降低电性能的同时终结热失控的发生。果冻电池的这些特性,可以使其通过常规锂离子电池难以通过的150℃热箱测试,并实现了满电针刺时电池不起火、不冒烟,成为 “冷蜂”方案的第二道安全保障。



主动安全,打造最强屏障


动力电池包通常由数百只单体电池构成,一旦其中一只单体电池发生热失控,产生的高温会迅速扩散到临近的单体电池,从而造成热失控的扩散,这一过程往往是非常迅速的,严重影响了动力电池包的安全性。为保证新能源汽车驾乘人员的安全,新的动力电池国标中要求电池包热失控扩散时间不小于5min,这对电池包的设计提出了很高的要求。蜂巢能源为了提升电池包的安全性,在无钴单晶材料以及果冻电池的基础上,又推出了热阻隔电池包技术。该技术通过隔热设计、主动泄压、喷发物控制、物理降温以及预警等措施,可防止电池包内部的热蔓延,其防控效果远远超过国标要求,成为“冷蜂”方案的第三道安全保障。根据杨红新总裁现场展示的实验录像,采用热阻隔技术的电池包即使采用811电池实验,热失控也仅发生在独立的电池模组内,不会在模组之间扩散,实现了电池包的整包安全。


智慧赋能,打造云上安全


通过材料、电池和电池包的安全设计,“冷蜂”系统已经能够实现动力电池的绝对安全,但是蜂巢能源并未就此止步,而是将目光投向了云计算、大数据、AI等先进技术。蜂巢能源与清华大学的卢兰光教授团队合作开发了内短路预测及寿命评估模型,通过云计算辅助诊断,打造了蜂云安全监控平台,该平台已对超9万辆电动汽车的进行持续监控,监控项目超过20项。并且根据清华大学卢兰光教授团队的数据,通过13000+辆车的实际验证,该模型的预测准确度可达90.9%,并且能够实现提前两个月的动力电池内短路预警,从而确保驾乘人员的绝对安全,从而为“冷蜂”方案打造了第四道安全保障。



安全是新能源产业永恒的主题,蜂巢能源此次推出的“冷蜂”动力电池安全系统性解决方案,从材料、单体到电池组、监控系统着手,实现了真正的零热失控,在系统安全性上更上一层楼,有望成为新能源汽车行业安全性的终极解决方案,后续表现值得市场期待。


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