三元锂电池从此“安全”了？
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北极星储能网讯:随着春暖花开时节的到来，汽车圈也变得热闹起来，新车、新技术频频发布，这周广汽埃安甩出了一个新名词“弹匣电池”，还在发布会上对搭载了新技术的电池包进行了针刺实验，实现了三元锂电池包针刺不起火。该技术一发布，有人说它是三元锂电池的新希望，也有人觉得“刀片电池要凉凉”，今天我们就不吹不黑的来聊一聊弹匣电池究竟如何？
何为“弹匣电池”？相信第一次听到这个名词的朋友一定会和我有一样的疑问，又是一种新的电池种类？实际上，它是广汽埃安发布的新的电池系统安全技术，可以理解为将电芯放入类似“弹匣”的安全舱里，是提升电池包整体安全的一种技术。
大家都知道，现在市面上乘用车的动力电池主要有三元锂和磷酸铁锂两大类。两者根据不同的特性，形成了分庭抗礼之势。不过单从安全性来说，磷酸铁锂电池因其耐热温度更高，相对来说更安全一些，在这点上磷酸铁锂电池的风头确实盖过了三元锂电池。尤其是随着高镍配备的三元锂电池的推出，其不稳定性和较差的耐热性，让不少人将三元锂电池和不安全划上了等号。
一组数据来展示弹匣电池技术安全方面的能力，电芯耐热温度提高30%，相邻电芯不容易发生热失控散热面积提升40%。上壳体耐温达到了1400摄氏度以上，及时速冷降温散热效率提高30%，第五代BMS系统，24小时、每秒10次采集数据，一有异常就能自动启动自救速冷系统。
从上述举例来看，很多厂商都在提升电池包整体安全性上做了努力，当中最重要的难点是如何平衡安全性、能量密度和成本问题。正如上面所说的通用在每两片电芯之间加入水冷板，这无疑会增加电池包整体的重量，增加传感器、增加隔热材料，这些无疑都会“侵占”电池包的体积，那同等大小的电池包内电池的容量就会变小，续航里程就会受到影响，这才是行业内的难点所在。
虽然广汽埃安没有公布具体是如何实现加强安全性能的同时，能量密度还能提高。不过业内不少专家认为，它大概率还是要通过整包的排布优化，来实现这种能量密度的提高。无论如何，从结果上看，我们消费者还是希望能提升安全性的同时，也不牺牲续航和提高成本。
看到这个试验，我们会不自觉地想到比亚迪刀片电池的针刺试验，同样是给电池起了新名字，然后用针去刺，但不同的是比亚迪是用单体电芯来做针刺试验，点击传送门大家可以看到我们对刀片电池针刺试验的详细解读。宁德时代也针对电池包做过针刺试验，那我们不禁要问针做错了什么？为什么都要和针刺过不去？
也是这个原因，在新的国家标准测试（GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》当中，取消了单体电芯针刺试验的强制要求。反而对热扩散提出了要求，“电池单体发生热失控后5分钟内不能起火爆炸，要为乘员预留出了逃生时间。”
枝晶体是锂离子电池的“副作用”，它是能穿透电池正负极之间的隔膜，引起电池内部短路的。针刺试验则可以验证电芯内部短路后，电芯热失控的扩散情况。
所以外行看热闹，内行看门道，单体电芯也好整个电池包也罢，针刺试验从来都不是看针刺是否能引起热失控，因为它本身就是在模拟短路状态下，热失控的程度以及看能不能将热失控控制住做到不扩散。
●刀片电池就此凉凉了？
弹匣电池的针刺试验一发布，就有人将它和比亚迪刀片电池的试验做对比，一种观点是“弹匣电池让三元锂电池通过了测试，刀片电池就要凉了。”另一种观点是“刀片电池测试的单体电芯的安全性，而弹匣电池用的是整个电池包，是偷换了概念。”
弹匣电池技术则是通过一整套技术控制住了热扩散，两者无法简单的对比。采用更加安全的单体电芯是提升安全性的方法，而提升整个电池包系统的安全性则是另一种方法。刀片电池是突出了自身磷酸铁锂安全的优势，但最重要的贡献是在于通过去模组化的布局将电池包体积能量密度提升到了和三元锂电池包一样，而弹匣电池则是在努力补齐三元锂电池的短板，即安全性差，两者算是殊途同归，都是为了实现了低成本、高续航、高安全的目标。至于谁替代谁的问题，两种电池包依然是各有优缺点，中短期来看，磷酸铁锂和三元锂两者之间的“掰头”还无法分出最终的胜负，各自占领一方势力的情况还要延续一阵。
编辑点评：
不吹不黑的说，弹匣电池虽然没有带来三元锂电池体系和本质上的技术突破，但将整包电池安全性提升了一个台阶。其实无论电池包被冠以什么名字，是磷酸铁锂电池包还是三元锂电池包，只要大家关注的重点在于安全性，厂商愿意在这些看不见的地方下功夫，就是消费者的“福音”。同时，这也说明国内电动车并没有进入“闭眼狂奔”的阶段，而这才是行业良性发展该有的样子。
原标题:超级播报：三元锂电池从此“安全”了？
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最低零下70℃，最高80℃！抗冻又耐热的新型锂离子电池在深圳量产
来源：【读特】
受得了炎热气候、扛得住冰天雪地、充电快速、成本还低，如此“能打”的锂电池是真实存在的！5月24日，记者从中国科学院深圳先进技术研究院获悉，该院碳中和（筹）研究所唐永炳研究员团队的一项新型锂离子电池技术，于2022年5月24日完成了规模化量产。统计数据表明，本次规模化量产的产品合格率达到99.11%，过程各工序合格率均99%以上。
团队表示，这是我国首款具有宽温域、低成本、长寿命的电芯产品，有望打破电池产业格局。
新型电池高低温性能测试（左：-70℃测试，右：80℃测试）↑ （先进院供图）
适应环境温差“横跨”150℃
从汽车到电子产品，锂离子电池早已渗透到人们生活，为衣食住行提供“动力”。据工信部赛迪研究院近日发布的《2021中国锂电产业发展指数白皮书》显示，我国已连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。
然而，受电池关键材料的限制，目前锂离子电池的一大局限是，在零度以下的低温条件下无法充电，而在50℃以上的高温条件下，安全性又不能保障。我国幅员辽阔，气温随地域和季节变化大，北方地区冬季温度可以低至-40℃以下，而南方地区夏季地表温度高达50℃以上，冬季电动车无法启动、智能手机自动关机，夏季电动车自燃等情况频发。
为此，唐永炳研究员团队历时近10年，研发出了既抗冻又耐热的新型锂离子电池技术，最低工作温度可以达到-70℃，而最高工作温度高达80℃，而且低温与高温性能可以同时兼顾。
据悉，该产品的高低温性能、循环寿命、安全性能等各项指标，均已通过第三方权威机构检测，并获得ISO9001、GB31241-2014、IEC 62133-2:2017、UN38.3等标准和资质认证。
研发关键负极材料
新型电池“新”在何处？团队主要从负极材料和电解液上下功夫。
据了解，目前电池的正极材料相关技术已接近“天花板”，要提升性能，负极材料尚有发展空间。为此，团队研发了一种新型铝基复合负极材料，通过与商用锂离子电池正极材料匹配，针对不同应用场景，成功开发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。
“我们开发的电池产品除了耐热抗冻的特性以外，还具有高安全、长续航、快充和低成本的优势。”该团队表示。
在安全性能方面，常规锂电池随着不断使用，内部会产生锂枝晶，既影响充电能力，还可能刺穿隔膜，带来电池短路等隐患。而团队开发的新型铝基负极，在低温和过充条件下能有效缓解锂枝晶的产生，提高了安全性。
在续航性能上，得益于铝基负极材料高的理论容量，该电池能量密度较传统锂离子电池提升13%～25%，能做到长续航。此外，由于铝基复合负极优异的导电性能，产品还表现出不俗的快充性能，20分钟即可充满电，为半小时充电需求提供了解决方案。
在成本方面，基于铝基复合负极的性能优势，并结合开发的高性能电解液，低温电池产品可以摆脱对昂贵的纳米级正极材料的依赖，电池成本可以降低10%-30%。
应用场景“上天入地”
据悉，本次量产是应某电动车客户要求，提供了批量电芯进行深度性能评估，相关性能评估已满足使用需求。
事实上，紧贴市场需求，是团队一直以来的坚持。“有些场景需要零下40摄氏度也能正常充放电，而有些则在长循环方面提出了更高要求。围绕核心技术，结合实际情况，我们对产品不断作出调整。”团队表示。相关产品可以应用于光伏储能、家庭储能、通讯基站储能、轨道交通、国防建设、航天航空、极地科考等领域，尤其适用于高寒地区及亚热带地区，显著扩大了电池的应用范围。
据悉，相关研究成果在Nature Chemistry, Nature Communications, Advanced Materials等国际期刊，已发表高水平SCI论文90余篇（影响因子＞10论文60余篇）；同时围绕相关技术进行了系统全面的知识产权布局，形成了180余项包括PCT专利、中国发明专利、美欧日韩专利在内的专利池，已获得授权专利120余项。
此外，据深圳先进院转化处处长吴小丽介绍，基于新型电池技术，团队的23项相关专利依托深圳先进院，以知识产权作价6500万元，成功实现了技术转移转化，于2017年3月成立了深圳中科瑞能实业有限公司（简称“中科瑞能”），获现金投资2500万元，注册资本1亿元。目前，项目正在进行增资扩股洽谈，进一步建成新型电池规模化产线，快速推动新型电池产品在多个领域的应用。
国际储能材料及电化学著名权威专家、美国德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram教授在其综述论文中指出，“该成果首次提出了双功能铝基负极的概念，匹配商业化正极如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，电池表现出优异的长循环稳定性，使得铝基电池具有巨大的应用潜力”。
（原标题《抗冻又耐热，深圳先进院新型锂离子电池成功量产》）
（作者：深圳特区报记者 闻坤)
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