锂电池枝晶生长会刺穿隔膜,形成短路
封装方式也是一大因素其实,对于商业的锂电池而言,其封装方式影响着电池的安全性,目前主流的封装方式有四种,圆柱小单体、圆柱大单体、软包大单体以及硬包大单体。而不同的封装方式的电池,爆燃时的状态也不尽相同。圆柱小单体爆燃就像放鞭炮一样,噼里啪啦的炸,并会炸出大量圆柱体的钢壳。而圆柱大单体爆燃时,就像更大的炮爆炸一样,不会连续响,而是有节奏的炸,威力极大。因此,这两种封装方式的电池,一旦发生爆燃,一般以爆为主,燃烧很少。
圆柱小单体爆燃就像放鞭炮
软包大单体封装的电池,其实是用铝塑膜为外壳,摸起来的手感就像女生所使用的面膜一样。这种电池爆燃时火势蔓延极快,从一片电池起火到整个电池组燃烧,可能只需要几秒钟。而硬包大单体的爆燃过程,则比较复杂,可能如软包一样只燃烧不爆炸,也有可能像圆柱大单体一样有节奏的炸,但不管是燃烧还是爆炸,都要比上述的两者威力小得多。而在本次的事故中,我们看到起初是电池冒烟,随后几秒内变为熊熊大火,说明这次电池封装为软包大单体。
软包三元锂电池爆燃会起明火
既然电池在封装方式上,给电池的安全性带来如此多的风险,我们可不可以在电池的设计上下功夫,彻底告别因为封装带来的安全隐患呢?答案是肯定的,我国的电池厂商就独辟蹊径,设计了一种刀片电极,从而彻底改变了目前电池的热失控问题。那么,刀片电池到底是如何设计的呢?
刀片电池将力挽狂澜我们知道,电池的发展,一直在高能量密度和高安全性的追求中不断完善,那么,什么是能量密度呢?就是在单位体积或者可以提供的能量大小。因此,要追求高能量密度,必然要求在电池能量一定的情况,占用的体积越来越小最好。例如,我们将100节商用的18650电池进行堆积,如何才能使得它能量密度最高呢?显然是,最省空间的情况下,能量密度最高。所以,要获得最大的能量密度,就要求所占体积最小。
刀片电池
刀片电池的设计,是将电极做成细长的结构,就像个刀子一样,不但作为电池电极,还作为一种结构件可以承重。因为对车企而言,涉及一个结构件和电池的平衡问题,如果我们能将结构件和电池合二为一,则电池所占的空间,从某种意义上讲,就可以忽略不计了。所以,我们把电池做得最小,不一定是能量密度最高的情况,因为再小的电池,总是要占体积的。而刀片电极则彻底改变了这一现状。那么,问题又来了,用刀片电池就安全吗?