车企与主流电池企业竞相让三元电池组“不防火”

在动力电池安全技术发展上，车企和主流电池企业都开始聚焦“三元电池系统不防火” 。

磷酸铁锂电池能量密度相对较低，稳定性较好，安全性也相对公认。

三元电池由于密度较高，热稳定性相对较差，在一些极端环境下容易发生热失控起火，这已成为电池企业在安全技术方面必须攻克的一道坎。

近日，岚图汽车举办三元锂离子电池安全技术分享会，可实现三元锂电加热失控触发后无烟、不起火、不爆炸；广汽Aion发布杂志电池系统安全技术，可实现三维锂离子电池安全技术。

元锂电池整包不起火；凌派新能源还提出实施“零风险、高安全”的电池战略，三元电池再次戴上“不起火”、“零风险”的标签。

此前，包括宁德时代“不着火”三元电池的发布和安装、蜂巢能源“冷峰”热失控系统解决方案的发布、欣旺达三元电池通过“加热触发电池热失控实验”等已逐步取得进展。

将三元电池的安全性推向可以做到“不着火”的高点 高工锂电注意到，在实现“不着火”三元电池的道路上，电池企业主要在以下方面进行创新设计和研发。

从材料、电极、电芯、系统、BMS、Packs等多个维度，从整个动力电池系统层面确保三元电池“不着火”，主要实现方法包括：1、从动力电池入手。

电池芯体，通过改善材料本体的物理性能和添加阻燃剂，使电池芯的中间体在吸热、表面钝化等极端情况下会发生变化。

、阻隔膨胀、机械效能等，使电芯不会着火。

2、从模块和系统层面入手，增加耐热、绝缘材料和导热设计，即使其中一颗电芯发生热失控，也不会影响其他电芯。

高工锂电整理了宁德时代、蜂巢能源、广汽艾安、凌派新能源、新旺达、蓝图汽车的“不火”电池解决方案实施方案，供行业参考：宁德时代2019年10月，宁德时代表示已研发出“只冒烟，不着火”的三元电池。

通过高安全电解液和热膨胀隔离技术，直接解决高能量密度和高安全性的痛点，可以保证即使一颗电芯起火，电池组也不会燃烧。

，整个电池组就冒烟了。

材料方面，宁德时代通过“原子级”创新，研发出高稳定正极材料和高安全电解液，电池耐高温极限提升40℃。

在电芯结构方面，设计了高度集成且坚固的防内短路电极。

电池可经受各种滥用测试，不会起火或冒烟。

在电池包设计方面，通过定量分析壳体在外力作用下发生不同弹性变形和塑性变形时对电芯的损伤情况，优化电池包的结构强度。

在电池热管理方面，根据电池的物理、化学特性，精确控制温度/电压/电流等安全边界，确保电池工作在安全舒适区。

完善监控模型，第一时间发现安全风险，及时预警。

在系统热扩散方面，采用航空级耐热材料和定向热导流技术，确保即使单个机组发生热失控，系统也不会蔓延或着火。

今年11月，蔚来正式推出kWh电池组。

电池组采用宁德时代镍55三元电芯和CTP分组技术，可实现“无热扩散”。

这也兑现了宁德时代此前承诺的“只冒烟，不着火”的电池年底前装车的承诺。

2020年12月，蜂巢能源在电池日发布了热失控系统解决方案——冷峰，通过材料、电芯、电池包、监控系统四个层面的原创技术，彻底解决电池系统的热失控问题。

失控问题。

在电池电芯方面，蜂巢能源开发了“果冻电池”，采用新型果冻状电解质，具有高导电性、自愈性、阻燃等特点。

电导率为6*0.s/cm，耐热温度提高至℃，在充满电（样品）针刺测试中可做到“不起火、不起烟”。

在电池包流程中，蜂巢能源以“果冻电池”电芯为基础，通过泄压、顶出控制、冷却、报警、隔热等方法实现对Pack的安全保护，进一步防止动力电池的热失控。

风险。

在系统监控层面，蜂巢能源开发了“风云平台”，持续监控超过9万辆电动汽车，分析超过16亿条数据，拥有20多个监控项目。

同时，平台还引入了蜂巢能源与清华大学联合开发的内部电池短路预警模型。

电池安全预警准确率达到90.9%，可提前2个月实现内部短路预警，充分保障电池系统安全。

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广汽艾安 3月10日，广汽艾安发布新一代动力电池安全技术——杂志电池系统安全技术。

搭载该技术的电池组顺利通过针刺热扩散测试，实现了整个三元锂电池组的针刺。

“没有火”。

弹匣电池从电芯、系统、散热、BMS各个层面为三元电池组打造安全高效的保护。

在电池层面，通过正极材料纳米级涂层和掺杂技术的应用，提高电池的热稳定性，防止热失控。

电解液中新型添加剂的应用可以实现SEI膜的自我修复，提高电芯的寿命。

高安全性电解液可以在高温下自发聚合，形成具有高电阻特性的聚合物膜，显着减少热失控反应产生的热量。

这些关键技术的应用，使电芯耐热温度提高了30%。

在系统层面，通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳形成超隔热安全舱，防止三元锂电池热失控扩散到相邻电芯。

电池组上壳可承受℃以上的温度。

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散热系统，通过全集成液冷系统、高速散热通道、高精度导热路径的设计，弹匣电池可使散热面积增加40%，散热效率提高30% 。

电池管理系统采用最新一代车规级电池管理系统芯片，实现每秒10次的全天候数据采集。

当发现异常时，立即启动电池快速冷却系统，对电池进行冷却。

通过上述核心技术的优化，广汽艾安表示，与同类普通电池相比，弹匣电池体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。

按照计划，该弹匣电池今年将逐步搭载在广汽艾安全系列车型上。

灵派新能源3月12日宣布，灵派新能源的“四零战略”是零风险、零衰减、零焦虑、零失误。

其中，打造“零风险、高安全”电池被列为重中之重。

领派新能源将从材料、电极、电芯、系统等多个维度进行创新设计和研发，颠覆原有设计，消除热失控，实现零风险、高安全电池。

具体实施路径包括优化材料配方，引入高导导热材料和感温材料从内部智能调节温度，同时优化外部散热材料和散热结构；引入智能芯片和传感器，保证实时高精度控制；优化管理算法，提高数据反馈准确性和灵敏度；多维度安全管控，实现安全零风险。

紧接着欣旺达，欣旺达也宣布，公司已成功研发出“只冒烟，不着火”的电池组，并且可以通过“电芯加热触发热失控实验”，即经过单次电芯被触发引起热失控，整个电池组电池组只冒烟但不着火。

欣旺达构建了基于电芯设计、制造、模组、BMS、PACK系统的五层安全设计模型。

电芯为5X三元体系，采用单晶、高压中镍材料。

发热量比多晶三元材料至少低20%。

正氧释放温度高出30%。

能量密度接近目前的高镍体系。

该材料是安全的。

性更有优势。

同时，所有核心器件及BMS系统均满足功能安全ASILD级别要求。

BMS系统还可以对电芯进行提前准确诊断，提供热失控预警，预测电池潜在危险。

此外，该方案在电池应用端提出的云安全，可以全面评估和监控电池的健康状态和安全性，通过大数据和机制模型确保电池的安全运行。

蓝都汽车 3月17日，东风子公司蓝都汽车举办线上三元锂电池安全技术分享会。

三元电池被热失控触发并发出热事件报警信号后，没有冒烟、没有起火、没有爆炸。

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电芯方面，在电芯顶部引入超℃隔热阻燃层，电芯之间建立“立体隔热墙”。

电池组采用超强聚合物隔热阻燃材料，实现对每个电芯的单独保护。

三维封装在电芯之间形成高效的隔热阻燃保护层。

电芯采用小单元+防爆阀硬壳设计。

即使单个电芯发生热失控，三维隔热墙也能确保释放的能量最小化，并避免扩散到周围的其他电芯，从而防止电池组系统发生热失控。

定制开发5层电池保护结构，包括车身框架保护、电池外壳保护、电池组横梁保护、电池组吸能保护、电池双极双保险保护，旨在保证电池组结构的强度和安全性。

独创的“H-Guard”云电池管理平台，可根据不同的使用场景分析个体电池参数。

通过大数据平台精准分析，可以对电池异常、电池自燃等情况进行提前预测预警，延长动力电池的使用寿命。