来源 | 电动知士
知圈 | 进“动力电池测试社群”，请加微15221054164，备注测试看完宁德时代这两天发的视频，心情极度复杂，一方面，我对宁德时代这种研发电池的标杆型企业是由衷的敬佩和仰慕，另一方面又觉得自己真是个dai预言家。
在上一篇稿子的草稿里我开玩笑的写过一句，如果把电池放在一个很坚固的封闭盒子里说爆炸没问题，那我也没什么可以反驳的。斟酌再三还是删掉了，因为觉得应该没有人会玩这种梗，像脱口秀一样谐音梗一样要扣钱的（狗头）。但宁德时代钢针断了的第一支视频，确实让我笑懵了。只要我刺不破，我就不会出问题。这种偷换概念的视频，说实话挺招黑的。
开玩笑归开玩笑，对于比亚迪和宁德时代这两家公司的大混战，我想先明确一点，通过针刺实验，绝不能保证电池100%安全！实验中不起火不爆炸是电池安全的必要不充分条件！所以，希望两家公司的粉丝都不要用这个来攻讦对方了，毕竟宁德时代和比亚迪都是为国争光的好企业，引起争议的电池种类也不同。
锂电池为何会发生爆炸
锂电池燃烧或爆炸通常是因为热量聚集无法扩散，累计到起火点，或者热量在小空间内瞬间集聚。归结起来，上述情况发生通常有四种原因：内部短路、外部短路、过充或过放电、材料不过关。除开电池本身的质量问题、不规范使用、极端天气等因素，内部短路是最常见的事故原因。内部短路是指电池的正负极接触，导致活性物质瞬间反应产生大量热量，使电池内部热失控，导致SEI膜分解，阳极与电解质发生反应，电解质分解，阴极材料分解等连锁反应，最终电池爆炸。正常情况下电池的隔膜会分隔正负极，但受到外力时有可能会使隔膜破裂使内部短路，进而引起灾难。因此外力作用下的安全性能是锂电池的重要指标，也是众多想买电动车的消费者最关心的事情。针刺实验是目前模拟锂离子电池内短路最常用的一种手段，通过将5mm的钢针插入到锂离子电池内部，引起正负极之间的短路，在局部产生大量的热量，从而实现对锂离子电池内短路的模拟。若电池被刺穿后5分钟内未发生燃烧或爆炸，则可以判定通过测试。能否通过针刺实验很大程度上体现了电池的安全性能，这也是最近争议的焦点所在。抛开设计因素（包括枝晶） 基本只有外力因素才能让电池内短路，现实中恰好一根钢针穿刺整个电池组的情形概率较低，大多数实验都是撞击，如果能在高强度撞击下保持安全，那就没必要进行针刺实验，就好像非要把电池放到几百度的高温工作，看他会不会爆炸。但如果这种更为严苛的实验都能通过，那么电池的安全性也能进一步得到保证。比亚迪发布的视频中，分别展示了三元锂电池、磷酸铁锂和刀片电池的测试经过。三元锂电池在被刺穿后几秒内就发生了爆炸，磷酸铁锂电池虽然没有明火但也产生了大量的烟，电池温度也超过200℃，尽管没有爆炸但也称不上安全。而刀片电池在测试中全程淡定，被刺穿之后的几分钟内也无明显反应，温度仅仅上升到60℃，可以说是完美的通过了测试。磷酸铁锂电池相比三元锂电池有更高的安全系数，副反应的临界温度也比三元锂电池高，副反应的放热量也更低，正极分解时产生的氧气更少，同时电解液起火的可能性也更低，因此针刺实验表现好于三元锂电池并不意外。而刀片电池本质上是磷酸铁锂电池，继承了磷酸铁锂电池较好的安全性，同时其长而薄的设计更容易散热，，使内部短路产生的热量无法迅速聚集，所以没有出现冒烟着火现象。除此之外，针刺实验中垂直方向刺下去穿透的只是电池包的其中一个单体电池，急剧产热量也是有限的。刀片电池使用叠片工艺提高了空间利用率、取消了模组，这也是当下电池发展的大趋势。同时，这种结构导热效率高。相比传统的磷酸铁锂电池，提升了单位体积的能量密度。可以说兼备磷酸铁锂电池的安全性和NCM三元电池的高能量密度（当然，无法做到跟三元电池一样高，但也是很可观的）。其实宁德时代大可不必用这种抖机灵的方式“反击”比亚迪，早在2017年宁德时代就公布了5系和8系电池通过针刺实验的视频。从实验数据中我们能看到，电池被刺穿后的几分钟内，两种电池电压分别下降0.48V和0.08V，温度分别上升了11.1℃、13.6℃。这说明两块电池并没有出现内部短路现象，压降数据这么小，甚至还能正常工作一段时间。即宁德时代电池内部只有一小部分发生了短路，并且被刺穿之后电池隔膜仍然保持原有的结构和强度，没有在短时间内爆发出更多的热量。但近日一些新能源爱好者众筹自行购买电池做了实验，宁德5型电池在被刺穿的瞬间着起大火，为什么官方测试和第三方测试差距如此巨大呢？我猜测，宁德时代并未将该技术应用到市售版本中，其关键点在于量产。一方面可能是因为测试电池在电解液中加入了添加剂提升安全系数，或者进行隔膜改性，增加隔膜的机械强度；但考虑到成本、出货量等问题的量产电池没办法以这个标准进行生产。另一方面，宁德时代的该项技术尚未成熟，无法量产。但或许我们可以期待一下宁德时代的下一代产品？值得一提的是，在微博网友大混战的时候，宁德时代的工程师表示让想测试的网友去欧洲找，是不是这种电池只在国外进行售卖，而在国内并未使用呢？尽管刀片电池实验表现如此完美，但第一批产品还未正式交付，没有第三方的实验验证，不排除像宁德时代这样实验室通过了针刺实验，但实际没有的情况。电池安全是从各个方面考虑的，从电池电芯来说，提高电池隔膜的机械强度，最大可能防止隔膜受到物理因素导致破损、正负极接触产生的热失控；电池模组也由多层壳体进行保护。从电池包来说，阻燃、冷却系统以及高强度外壳的设计是必须的，防止整车事故造成的电池损坏；最关键的电池管理系统也要对电池状态进行监控反馈，必要时切断线路，保证人员安全。因此车载电池组的安全性能需要多个保障，不能只根据针刺实验的结果就对一个电池的安全性能下定义。实际上早在2015年国标就取消了对电动车电池通过针刺实验的强制性要求，现仅作为可选项目由企业自主选择执行。抛开两家企业的竞争关系，磷酸铁锂电池安全系数比NCM三元电池高，这没问题吧？三元锂电池的能量密度比磷酸铁锂电池高，这也没问题吧？磷酸铁锂电池的发展已经快要达到天花板，基本无法进一步提升电池能量密度，而NCM三元锂电池却还有很高的提升空间。刀片电池的出现无疑是一份惊喜，同样NCM电池的稳步发展也同样值得期待。因此，没必要因为几个视频就互相攻击谩骂，能生产出性能更为强大、价格更为亲民、安全更有保障的动力电池才是每位消费者最愿意看到的。
