磷酸铁锂≠绝对安全？蜂巢能源龙鳞甲电池给出电池安全更优解

近日，有相关媒体整理了2022年1-11月国内新能源汽车自燃事件统计表，详细列明了公开网站上曾明确报道过的自燃事件，内容包含具备品牌、车型、自燃时的气温以及车辆状态。

从该图表可以看出，在相关报道的自燃事件中，磷酸铁锂的表现并不比三元锂电池好太多；

虽然电池起火自燃的原因不一定是电池本身，但数据证明，磷酸铁锂电池也并非绝对安全。

图片来源：锂猫实验室

磷酸铁锂只是相对安全的电池材料

相对于三元锂电池，磷酸铁锂电池的安全性还是很高的，集中体现在热稳定性方面，通常三元锂电池中的镍材料会在温度达到200℃后开始分解并释放氧气和热量，促使电池出现冒烟、起火等热失控现象。而磷酸铁锂电池只有在温度达到800℃以上，内部才会开始产生化学反应，而即便是在高温条件下，磷酸铁锂电池内部由于晶体中的P-O键稳固，所以并不会形成强氧化性物质，在电池包内有限的氧气下，自然也就难以起火自燃。

另外，磷酸铁锂电池的正极材料LiFePO4磷酸铁锂，其电化学性能也相对稳定，即便当电池处于针刺、碰撞、挤压、短路等条件下，依旧不会出现严重的热失控现象。

磷酸铁锂电池除了材料本身足够安全以外，如今各大电池厂和车企也都会针对动力电池包做出各种各样的安全性措施，比如对电池状态进行实时监控、采取先进的热管理系统、采用耐热或者隔热性能强的动力电池包结构件，从而为磷酸铁锂电池包的安全性再上一道“保险”。

各大企业的“热管理”和预警监控技术已经越发成熟

从宁德时代的“永不起火电池系统”、蜂巢能源的“蜂云平台”、长城的“大禹电池”、岚图的“琥珀”、“云母”电池系统，再到广汽埃安的“弹匣电池”、极氪汽车“极芯”电池包，各大企业纷纷给出了“热管理”的解决方案，思路均是通过先进的预警模型和热管理策略，在BMS监控系统的数据分析、预警以及电池包层级的热隔离防护材料和热疏导方面进行全面的技术升级。目前，各大企业在这一方面的技术路线的演进已经非常的成熟，可以完全满足目前国标“5分钟不起火”的技术要求，甚至已经远超了目前的国标要求。

随着短期技术方向明确，我们可以看到目前热管理的技术方案也越来越趋向同质化，需要有一种全新的技术来将整个系统技术架构再次提升到一个新的水平。

热电分离技术是通向下一代防护技术的必经之路

当前行业对电芯的热失控防护主要集中在对“热”的防护，像上文所述的各大企业提出的三维热防护材料、隔热阻热、耐火烧、冷却等都是以“热”为中心的设计。这是无可厚非的，因为最终导致电芯发生起火爆炸的一定是“热”这个直接因素，其他滥用像短路、碰撞、过流过压等，最后都需要转化为“热”。对于热的防护国内的技术与方案，如上文所述，目前已经非常成熟了。当前各大企业提出的“热”防护方案，阻断热是没有问题的，但是电芯热失控喷发出来的气－液－固混合体非常容易引起热失控的“二次危害”，其中由“电”造成的二次危害是最严重的，像电弧（击穿金属板、烧熔金属板等）、短路、绝缘失效等。在这种情况下，本来可以压制住的热失控，瞬间就变成无法控制了。

也就是说在目前的国标上，你想实现“5分钟”不起火，仅靠对“热”的防护是没有问题的；但如果你想进一步，到达真正的“无热失控蔓延”，你就必须得考虑到“电”的因素，考虑到对“电”的防护，考虑到“热”失控后整包所处的状态。

热电分离的设计就可以很好地解决这个诉求。

但是如何能做到热电分离的设计呢？

当前主流的电芯防护阀布置是：

（1）圆柱18650、21700电芯防爆阀位于正极端；

（2）方形电芯（输出极在同一端），防爆阀位于输出极这一端，垂直向上；

（3）方形电芯（输出极分布在两端）如刀片电芯，防爆阀位于一端，水平布置；

（责任编辑：张电青）