蜂巢能源公布短刀電池研發測試細節

來源:汽車之家
       日前,蜂巢能源官方公布了其全球鋰電創新中心的研發布局細節,其試驗中心主要負責產品開發過程中的驗證測試,擁有全流程的試驗能力;占地5000㎡的安全實驗室則用于電池單體、模塊、BMS和電池包/系統的機械、環境和電氣的可靠性性與濫用測試。此外,蜂巢能源還對外展示了L600短刀電池針刺、震動、海水浸泡等安全測試的結果,可實現電芯針刺不起火、不冒煙。

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『第一代L600短刀電池

●電芯試驗與研發

  試驗中心主要負責產品開發過程中的驗證測試,主要包括電芯體系實驗室、理化分析實驗室和電性能實驗室等,提供正負極材料、電解液的研發、樣品試制、產品物理化學性能測試、電芯及電池包的電性能等測試內容。其中電芯體系實驗室主要針對電解液等前沿材料展開研發,具備正負極材料勻漿涂布、電解液配置、理化性能測試、氧化電位等電化學測試等試驗能力。

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『焊接中的電芯』

  根據電芯體系實驗室的試驗分析,短刀L600電池選擇了低粘度溶劑,可以在低溫環境中提高流動性和電導率,從而改善長電芯的低溫充電能力,有效解決冬天續航里程驟降的問題。同時電解液還特意增加了功能添加劑,在電池首次充電的時候,能夠在負極發生聚合反應,形成一層耐高溫的膜,避免負極和電解液發生有害反應,能改善高溫環境下的安全性并提升循環壽命。耐高溫和絕緣性優異的陶瓷隔膜的使用,則有助于在針刺時提升電芯的可靠性。

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『環境倉』

  理化分析實驗室,主要承擔材料開發、電池體系開發、電池機理及安全分析的測試需求。實驗室采用“同步熱分析儀-氣相色譜-質譜聯用儀”來對材料釋氧進行精確分析,以優化電芯的熱穩定性。電池內部的工藝控制及失效分析,則由工業CT來完成,通過X射線觀察電池內部的結構和缺陷,如對齊度、褶皺等,監測精度達到納米級,從而實現對于電池失效機理和制造工藝控制的深入研究。

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『環境倉』

  電性能實驗室主要承擔電池樣品電性能的驗證工作,如電池的容量、能量、不同荷電量下的開路電壓和脈沖充放電能力,長期循環壽命、存儲壽命、自放電等電性能,以判斷設計的電池是否達到設計要求。為了保證測試的準確性,蜂巢能源的電芯性能測試模擬實際使用條件,用金屬夾板模擬電芯在模塊或電池包內的受力情況,并且監測充放電過程中壓力變化,集成了溫度、電壓、壓力數據采集。此外還有三電極測試,用輔助電壓通道監測正、負極對金屬鋰的電壓,尋找電池極限使用條件,避免析出金屬鋰,保證電池使用安全。

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蜂云平臺

  此外,蜂巢能源還聯手華為、清華大學等進行戰略合作,推出了電池應用監測系統——蜂云平臺。該平臺可對應用蜂巢能源電池系統的車輛實時運行狀態進行監測,電芯數據可用來開展后續的電池性能分析,截至2022年7月底已經接入監測車輛超過37萬臺,累計數據突破592億條。另一方面,蜂云平臺通過內短路預警、析鋰預警、絕緣預警等算法模型,能精準識別風險電池,輕微內短路可提前兩個月預警,嚴重內短路可在熱失控前數小時預警,最大程度保障電動車應用安全。

●電池安全測試

  安全性測試的目的在于驗證動力電池系統在濫用情況下的安全性,最重要的目的在于驗證動力電池系統保護自身的能力以及在發生危險情況下對乘員的保護能力,主要包括機械、環境和保護安全性等內容。蜂巢能源建立的電池安全實驗室,可以進行電池單體、模塊、BMS和電池包/系統的機械、環境和電氣的可靠性性與濫用測試,涵蓋了國標中多數的測試項目。

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『機械震動』

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海水浸泡

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針刺試驗

  此次蜂巢能源公布了短刀電池針刺、震動、海水浸泡、鹽霧等測試的結果,在關注度比較高的針刺實驗方面,短刀L600電池電芯在滿電狀態下進行針刺,實現了不起火,不冒煙,針刺點附近溫度也僅有30-35℃,一定程度上體現了這款電池的安全性。

●新電池研發

  作為鋰電池的升級版,固態電池在能量密度、充電速率、安全性、循環壽命以及電芯熱管理上都優于液態鋰電池,被看作是下一代先進電池技術。在該領域,蜂巢能源已研制出20Ah級硫系全固態原型電芯,該系列電芯能量密度≥350Wh/kg,并已順利通過針刺、200℃熱箱等實驗,量產應用后電動車可實現續航里程1000km以上。

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全固態原型電芯

  蜂巢能源表示,目前全固態實驗室已具備固態電解質材料的公斤級自主合成,固態電解質膜連續化制備,全固態軟包電芯組裝以及新設備開發等自主研發能力,獲得了經驗積累的同時并針對性的展開專利布局,已申請109項專利,其中發明專利93項。

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