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蜂巢能源公布短刀电池研发测试细节

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  [汽车之家 新能源] 日前,蜂巢能源官方公布了其全球锂电创新中心的研发布局细节,其试验中心主要负责产品开发过程中的验证测试,拥有全流程的试验能力;占地5000㎡的安全实验室则用于电池单体、模块、BMS和电池包/系统的机械、环境和电气的可靠性性与滥用测试。此外,蜂巢能源还对外展示了L600短刀电池针刺、震动、海水浸泡等安全测试的结果,可实现电芯针刺不起火、不冒烟。

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『第一代L600短刀电池


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●电芯试验与研发

  试验中心主要负责产品开发过程中的验证测试,主要包括电芯体系实验室、理化分析实验室和电性能实验室等,提供正负极材料、电解液的研发、样品试制、产品物理化学性能测试、电芯及电池包的电性能等测试内容。其中电芯体系实验室主要针对电解液等前沿材料展开研发,具备正负极材料匀浆涂布、电解液配置、理化性能测试、氧化电位等电化学测试等试验能力。

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『焊接中的电芯』

  根据电芯体系实验室的试验分析,短刀L600电池选择了低粘度溶剂,可以在低温环境中提高流动性和电导率,从而改善长电芯的低温充电能力,有效解决冬天续航里程骤降的问题。同时电解液还特意增加了功能添加剂,在电池首次充电的时候,能够在负极发生聚合反应,形成一层耐高温的膜,避免负极和电解液发生有害反应,能改善高温环境下的安全性并提升循环寿命。耐高温和绝缘性优异的陶瓷隔膜的使用,则有助于在针刺时提升电芯的可靠性。

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『环境仓』

  理化分析实验室,主要承担材料开发、电池体系开发、电池机理及安全分析的测试需求。实验室采用“同步热分析仪-气相色谱-质谱联用仪”来对材料释氧进行精确分析,以优化电芯的热稳定性。电池内部的工艺控制及失效分析,则由工业CT来完成,通过X射线观察电池内部的结构和缺陷,如对齐度、褶皱等,监测精度达到纳米级,从而实现对于电池失效机理和制造工艺控制的深入研究。

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『环境仓』

  电性能实验室主要承担电池样品电性能的验证工作,如电池的容量、能量、不同荷电量下的开路电压和脉冲充放电能力,长期循环寿命、存储寿命、自放电等电性能,以判断设计的电池是否达到设计要求。为了保证测试的准确性,蜂巢能源的电芯性能测试模拟实际使用条件,用金属夹板模拟电芯在模块或电池包内的受力情况,并且监测充放电过程中压力变化,集成了温度、电压、压力数据采集。此外还有三电极测试,用辅助电压通道监测正、负极对金属锂的电压,寻找电池极限使用条件,避免析出金属锂,保证电池使用安全。

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蜂云平台

  此外,蜂巢能源还联手华为、清华大学等进行战略合作,推出了电池应用监测系统——蜂云平台。该平台可对应用蜂巢能源电池系统的车辆实时运行状态进行监测,电芯数据可用来开展后续的电池性能分析,截至2022年7月底已经接入监测车辆超过37万台,累计数据突破592亿条。另一方面,蜂云平台通过内短路预警、析锂预警、绝缘预警等算法模型,能精准识别风险电池,轻微内短路可提前两个月预警,严重内短路可在热失控前数小时预警,最大程度保障电动车应用安全。

●电池安全测试

  安全性测试的目的在于验证动力电池系统在滥用情况下的安全性,最重要的目的在于验证动力电池系统保护自身的能力以及在发生危险情况下对乘员的保护能力,主要包括机械、环境和保护安全性等内容。蜂巢能源建立的电池安全实验室,可以进行电池单体、模块、BMS和电池包/系统的机械、环境和电气的可靠性性与滥用测试,涵盖了国标中多数的测试项目。

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『机械震动』

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海水浸泡

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针刺试验

  此次蜂巢能源公布了短刀电池针刺、震动、海水浸泡、盐雾等测试的结果,在关注度比较高的针刺实验方面,短刀L600电池电芯在满电状态下进行针刺,实现了不起火,不冒烟,针刺点附近温度也仅有30-35℃,一定程度上体现了这款电池的安全性。

●新电池研发

  作为锂电池的升级版,固态电池在能量密度、充电速率、安全性、循环寿命以及电芯热管理上都优于液态锂电池,被看作是下一代先进电池技术。在该领域,蜂巢能源已研制出20Ah级硫系全固态原型电芯,该系列电芯能量密度≥350Wh/kg,并已顺利通过针刺、200℃热箱等实验,量产应用后电动车可实现续航里程1000km以上。

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全固态原型电芯

  蜂巢能源表示,目前全固态实验室已具备固态电解质材料的公斤级自主合成,固态电解质膜连续化制备,全固态软包电芯组装以及新设备开发等自主研发能力,获得了经验积累的同时并针对性的展开专利布局,已申请109项专利,其中发明专利93项。(文/汽车之家 孙一超)

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