【海归老马视角】秦唐100使用的三元电池比特斯拉三元电池更安全
比亚迪镍钴锰三元锂电池除了常规的物理泄压结构还搞了个化学防护秘笈,这个很有可能就是敢做针刺还通过了的原因。
2010年比亚迪获得的安全专利,通过特定的处理工艺,在正极材料颗粒上加上了一层氧化物覆盖层,提高了正极材料的热稳定性,同时还不阻碍带电离子的通过。
三元锂电池会爆炸的主要原因,是正极材料在高温下分解,产生气体,导致壳体内压力增大,然后爆炸燃烧。
铁锂材料分解温度为700-800摄氏度,而三元锂电池的镍钴锰和镍钴铝大约在200摄氏度左右会分解,镍钴锰和镍钴铝本身分解温度都差不多,比亚迪的镍钴锰分解温度略高些。
针刺实验的难度在于,刺穿部位隔膜破裂导致短路,极小面积大电流会迅速升温并导致材料分解,内部压力飙升导致外壳破裂,然后与外界空气接触,发生爆燃。
要解决三元锂电池的这个易分解易爆燃的问题,一个是物理泄压,比亚迪零几年就获得了泄压结构的专利,内部压力大于一定范围泄压阀破裂预先释放压力。另一个就是上面说的氧化物层,升高了正极材料的分解温度,可以给泄压阀充分时间破裂,充分释放压力,这样就不会瞬间爆裂起火。
物理结构好模仿和再现,但是第二个方法是正极材料层面的化学处理工艺,这个是比亚迪的独门秘笈,秘而不宣的。
比亚迪也是花了十多年时间在做三元锂电池的安全改进的,2005年突破正极材料制备工艺,2010年验证化学方法提升稳定性(这个时间点是从有效发明专利申请时间来归纳的)。
(感谢技术帝老瞒提供的技术讲解,老马进行的文字整理和图片搜集)