因为针刺实验，两个电池巨头杠上了



　　说到针刺实验就不得不提一提比亚迪和宁德时代的“旷世大战“，我们先来简单回顾一下吃瓜要点。故事要从比亚迪3月29日的那场刀片电池发布会开始说起，笔者当时坐在电脑面前看直播都能闻到浓浓的火药味，比亚迪宣称要改变行业对三元锂电池的依赖，将动力电池的技术路线回归正道！

　　并展示了刀片电池与三元锂电池的针刺实验对比视频，实验结果令人大跌眼镜：三元锂电池剧烈燃烧，表面温度瞬间超过500℃，电池表面的鸡蛋被炸飞；而比亚迪的刀片电池就像没事发生，表面温度30~60℃。在这场直播中虽没点名道姓，但明眼人都知道三元锂电池市场份额最大的正是比亚迪电池最大的对手——宁德时代。

　　直到5月11日，在宁德时代的财报峰会上，宁德时代董事长曾毓群直言：电池的安全和电池的滥用测试是两回事，但有些人把滥用测试通过等同于电池安全。宁德时代的回应，瞬间将事件推向高潮，随后这两家电池巨头在微博上展开了激烈的隔空互怼。

　　其实比亚迪与宁德时代的争论的根源莫过于针刺实验对于验证电池安全到底有没有用？

　　在《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》2015版国标当中，是存在电池单体针刺测试这一项目的。但随着大家都转而投向能量密度高的三元锂电池，国家不得不对这项法规进行修订。在最新强制性国标中，删除了电池单体针刺测试，取而代之的是电池系统热扩散试验。在热扩散试验中，可以自行选择加热触发热失控，或者针刺触发热失控，也就是针刺测试变成了一门选修课。

　　用一根大直径钢针刺穿电池，模拟电池短路进而触发热失控，是目前为止最严苛的测试方法，而且无论从钢针直径、刺穿速度来看，我们的国标测试方法在国际上都是最为严苛的。

　　带着针刺实验的疑惑，笔者来到了比亚迪位于重庆的弗迪电池工厂，亲眼目睹了针刺实验的整个过程。在针刺实验开始前，刀片电池和三元锂两种电池都已经是满电状态，刀片电池满电状态电压为3.4v，三元锂电池也达到了满电状态的4.16v。

　　首先开始进行测试的是三元锂电池，在调试完测试设备，一切准备就绪后，试验工程师回到指挥间。只听工程师一声令下，还没等我们反应过来，隔着玻璃的隔壁试验间就传来了猛烈的爆炸声。三元锂电池一扎就爆了，针刺点被瞬间炸飞导致针刺温度未采集到。

　　之后用同样的方法测试刀片电池，场面毫无波澜，没有明烟明火。我甚至一度怀疑针刺试验是否已经开始，但从监控及玻璃房中可以清晰地看到钢针确实已经穿透刀片电池了。

　　由于刀片电池两端较长，电压处于缓慢释放的过程，安全阀温度也只是缓慢上升，2分钟后针刺点温度也才上升至33℃，安全阀温度上升至22℃左右。



 

1米长的刀片电池为何别人做不出？



　　刀片电池的概念并不新鲜，但想走出实验室量产装车就不是一件简单的事了。刀片电池最难最核心的部分其实是在于叠片工艺，不同于传统电池所采用的缠绕工艺。叠片工艺是把正极、负极材料切成小片与陶瓷隔膜合成小个电芯单体，然后将多个小电芯单体堆叠成一个大电芯单体。这样一来，叠片工艺赐予了刀片电池的高能量密度，但这种做法的成本也更为昂贵且麻烦。

　　因此刀片电池难点不在于整个电池结构的设计，而是辊压、叠片、切片等工艺的开发，由于市面上现有的叠片机最多只能做到600mm长，远远满足不了比亚迪刀片电池1米长的极片，因此这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案。

　　除叠片之外，刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了顶尖水平。例如，配料系统的精度在0.2%以内；双面同时涂布，涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制2μm以内，确保宽尺寸极片厚度的一致性。



 

总结



　　第一个吃螃蟹的人是令人佩服的，比亚迪刀片电池的横空出世，让刀片电池跟比亚迪划上了等号，刀片电池虽不是比亚迪率先提出的，但当大家闲暇谈论起刀片电池时，率先想到的一定是比亚迪。在大家都认为磷酸铁锂电池该被淘汰时，比亚迪的刀片电池狠狠地给我们上了一课。（图/文/摄：太平洋汽车网 张景森）