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寧德時代與比亞迪互懟 針刺實驗能否真實反應電池安全性?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年12月14日  

中國動力電池兩大龍頭企業比亞迪和寧德時代,這對已經明爭暗斗許久的對手,近期上演了一場“互懟”的精彩戲碼。


問題的焦點在于“針刺電池”是否能驗證電池安全。比亞迪力挺針刺測驗,寧德時代則放出針刺視頻并直懟“濫用測試”。


當前,新能源汽車市場常用電池分別為三元鋰電池磷酸鐵鋰電池,在國內,這兩種電池分別由寧德時代和比亞迪主導。多位分析人士告訴e公司記者,針刺試驗同時模擬了可以導致熱失控的內短路和外短路兩種過程。以此來看,寧德時代兩次的針刺測試確實沒有模擬出電池內部短路的情況,只是在演示如何防止外部碰撞等不利因素,確實有“偷換概念”的嫌疑。


但同時,多位業內人士也表示,磷酸鐵鋰和三元電池直接這么比較是不公平的,因為磷酸鐵鋰電材料本身熱穩定性就好,但能量密度遠遠低于三元電池,二者的側重點是不一樣的。


比亞迪、寧德時代互懟


比亞迪與寧德時代本次互懟,源于3月底比亞迪刀片電池發布會上的針刺試驗,針刺是一種傳統的模擬電池內部短路的測試手段,通過一個金屬針刺穿電池,模擬電池內部發生短路時的電池表現。


在現場播放的“針刺穿透測試”視頻中,三元鋰電池在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化,表面溫度迅速超過500℃并開始劇烈燃燒,電池表面的雞蛋被炸飛;傳統磷酸鐵鋰塊狀電池無明火、有煙,表面溫度達到200℃——400℃;“刀片電池”在穿透后無明火、無煙,電池表面溫度僅有30℃-60℃左右。


在當時,比亞迪相關人員告訴e公司記者:“這個測試結果不僅顯示出,比亞迪刀片電池在內部短路時也不會引起自燃。而且也意味著,當汽車遭受異物侵入,并傷及電池的時候,也不會發生爆炸現象,可以有效的保護車內人員的安全。”


比亞迪集團董事長兼總裁王傳福在發布會上自信宣稱,“刀片電池”將引領全球動力電池技術路線重回正道,把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”


王傳福寄予厚望的刀片電池,寧德時代董事長曾毓群卻表現得不以為然,稱“刀片電池”是寧德時代四年前就進行的結構創新的一種。


5月11日,曾毓群在寧德時代2019年度業績網上說明會時如此回應:目前據報道的刀片電池是我們2016年量產的CTP結構創新概念中的一種,我們已經選擇并量產CTP結構創新里最優的幾種,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。


對于針刺測試,曾毓群更是直懟道:“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事,但有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全”。


“在鋰電子電池的歷史中,索尼電池在2005年的時候是可以通過所有濫用測試的,但是索尼的鋰離子電池在2005年經歷了鋰離子電池歷史上最大的市場安全召回事件,從此索尼電池一蹶不振、黯然離場。”曾毓群說,“我們關注要關注真正的市場安全,我們的設計、生產、檢測等安全措施都要集中在市場的汽車碰撞、汽車充電、汽車進水、汽車結露、電池包設計、電芯設計制造等全場景、全周期、全方位、全系統安全。”


寧德時代發布會結束的當晚,比亞迪汽車銷售公司副總經理李云飛在微博直接“反擊”:“不服?!那也來扎一下吧!針刺是難度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!”


5月22日,寧德時代真的“來扎了一下”。寧德時代發布的視頻顯示,在進行針刺實驗時,鋼針并沒有穿過電池包,而且還被電池外包裝的鋼板折斷了。寧德時代稱,寧德時代的三元電池包,鋼針根本刺。


但視頻發出后,也引起了部分網友的不滿,針刺試驗的目的是讓針貫穿極板,以便使電池短路,以便觀察電池的熱失控情況。測試的對象應該是電池的電芯,而非外部包裹的電池包,有人認為寧德時代偷換概念。


(:寧德時代微博)


在網友的質疑下,5月23日,寧德時代又發布了一則新視頻,對寧德時代5系三元電芯、某款8系三元電池均做了針刺測試,測試結果良好,未出現明火和高溫。


同時,寧德時代還在視頻中曬出文件,寧德時代讓三元電芯通過針刺測試的技術,在2017年通過德國的測試認證。寧德時代還特別提到,“(針刺穿透后)電池溫度35.1度,雞蛋肯定烤不熟”。比亞迪之前的測試,以雞蛋是否被烤熟做參照物,網友稱,寧德時代這樣的說法就是在“反諷”比亞迪。


5月24日,比亞迪汽車銷售公司副總經理李云飛在微博繼續回應稱,針刺實驗的核心目的就是要讓電池短路,以便觀察電池的熱失控情況及制定更好的安全防護策略。但電池沒短路,其實針刺實驗就已然失敗了。針刺讓電池不短路,實現的方式有很多種,很多家電池公司都已掌握該技術。刀片電池針刺實驗視頻能看出,刀片電池是短路了的,但它很安全。


從他的回應來看,言下之意就是寧德時代的針刺測試視頻并沒有讓電池短路,是個“假”針刺實驗。


幾次“隔空博弈”之后,5月25日,寧德時代再次發文,就備受外界關注的電池針刺測試再度回應,認為針刺是否通過已不重要,關鍵要看單體熱失控后,系統是否可以控制熱失控的蔓延。此外,國家已經把針刺測試從安全標準中去除。寧德時代相關人士也表示針刺單體電芯就類似于點火測試汽油、柴油的易燃性,完全忽略油箱的保護作用。


到底孰是孰非


5月12日,工信部組織制定的《電動汽車安全要求》、《電動客車安全要求》和《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準,強化了電池系統熱安全,要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。


目前,導致熱失控的誘因主要有兩種,一是機械電氣誘因(針刺、碰撞等事故導致),二是電化學誘因(過充、快充、自發性短路等),電池單體熱失控之后傳遞給相鄰單體,隨后大面積蔓延,最終導致安全事故的發生。


實際上,當鋼針刺入時,鋼針提供了電池內部短路的通路,電池的電能轉化為熱能,并存儲在電池內部,短路造成短時間內能量的集中爆發和釋放。也就是說,針刺試驗同時模擬了可以導致熱失控的內短路和外短路兩種過程。


多位分析人士告訴e公司記者,以此來看,寧德時代兩次的針刺測試確實沒有模擬出電池內部短路的情況,只是在演示如何防止外部碰撞等不利因素,確實有“偷換概念”的嫌疑。但同時,多位業內人士也表示,磷酸鐵鋰和三元電池直接這么比較是不公平的,因為磷酸鐵鋰電材料本身熱穩定性就好,但能量密度低于三元電池,二者的側重點是不一樣的。


在過去的十年,動力電池經歷了磷酸鐵鋰和三元鋰電池主導的兩個時代。比亞迪主導的磷酸鐵鋰電池因為較低的能量密度,逐漸之被寧德時代主導的三元電池反超,讓三元鋰電池成為新能源乘用車市場的主流。2019年,寧德時代的電池裝車量達到了31.46GWh,而比亞迪只有10.75GWh。2019年工信部公布的新能源車型有效目錄共4600余款車型,其中由寧德時代配套動力電池的有1900余款車型,占比約41.5%。


研究機構EVTank最新的數據顯示,2017年,國內磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的裝機量占比分別是49.61%和44.69%。隨后幾年,三元電池市場份額一路攀升,磷酸鐵鋰則相應下滑。今年1-4月,國內三元鋰電池裝機量占比升至72.87%,而磷酸鐵鋰電池的裝機量進一步跌至22.93%,錳酸鋰電池(LMO)以及其他電池加起來占的比例不足5%。


中科院院士歐陽明高近日介紹,目前電池的發展方向有三種:“第一種,電池材料和電化學體系的創新,例如,從有機、可燃的電解液發展為無機、不可燃的固態電解質。第二種,智能化方向,比方說智能制造、智能控制、自動回收等,充分利用信息和人工智能技術,發展智慧電池。第三種,在設計和產品工程進行創新,比亞迪的刀片電池就屬于該范疇的。”


而三元電池的創新方向則主要為第一種,寧德時代與特斯拉均表態的“無鈷電池”就是其中的發展方向。但是,多位業內人士均告訴e公司記者,“無鈷電池”的技術雖然已經出現,但在今年量產并不現實,搭載磷酸鐵鋰電池是電動車降成本的最直接辦法。據此前證券時報e公司記者的了解,寧德時代今年下半年將開始向特斯拉供應電池,供貨不限于磷酸鐵鋰或者三元電池。券商中國


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