Veiligheidsvoordelen van BYD's bladaccutechnologie

De term "blade" in "blade-batterij" verwijst naar de vorm van de enkele cel en is geen ongekende zwarte technologie. De chemische aard ervan staat nog steeds bekend als lithium-ijzerfosfaatbatterij. Door voortdurende optimalisatie van het ontwerp van de fysieke structuur en materiaalupdates is de kloof tussen deze en de ternaire lithiumbatterij echter steeds kleiner geworden. Vandaag bekijken we hoe BYD dit heeft bereikt. Wat zijn de voordelen van de nieuwe bladbatterij ten opzichte van de ternaire lithiumbatterij.
● Veiligheid van mesaccu's
De mesbatterij van BYD heeft niets te maken met "mes", maar de batterijcel is heel bijzonder van vorm, lang en dun, net als een mes, daarom wordt het "mesbatterij" genoemd. De batterijcel die wordt gebruikt in BYD Han EV-modellen heeft een lengte van 1 meter, een breedte van ongeveer 10 centimeter en een dikte van slechts 2 centimeter. De enkele celspanning is 3,34 V en de capaciteit kan oplopen tot 100 Ah. Dit is een vorm die nog nooit is verschenen in eerdere vormen van batterijcellen.
1. Externe krachtuitdrijving
In het vorige artikel hebben we geanalyseerd dat de ernstigste veiligheidsproblemen die kunnen optreden met lithiumbatterijen verbranding en zelfs explosie zijn. De hoofdoorzaak van deze problemen ligt in de oververhitting in de batterij. De eerste vereiste om oververhitting te voorkomen, is voorkomen dat de batterijcellen bij een botsing door externe krachten worden samengedrukt. Aan de buitenkant van het batterijpakket zijn de blade-batterijen van BYD nog steeds ontworpen met een energie-absorberende doosstructuur die lijkt op een auto-crashbalk, die bestand is tegen de impact op het batterijpakket door vervorming en energieabsorptie. De bladcellen zijn direct en strak verticaal gerangschikt en bevestigd aan het frame van het batterijpakket, waardoor elke cel zelf een structureel onderdeel kan worden en een balk kan worden die het batterijpakket ondersteunt. Een dunne dwarsbalk heeft niet veel effect, maar een groot aantal dwarsbalken kan een enigszins vergelijkbaar effect creëren als "een handvol voortdurend draaiende eetstokjes", en heeft het grootste oppervlak, met de meest geneigd tot buigende delen naar voren gericht en achterkant van het voertuig, met meer voldoende buffergebieden buiten. In de 100-800kN-testnorm voor mesaccu's is de accu slechts licht vervormd, zonder rook of vuur. In de driepuntsdruktest kan de bladbatterij uiteindelijk een druk van 445 kN weerstaan, en zijn impact en compressiesterkte is inderdaad sterker dan die van traditionele batterijpakketten.
2. Thermische runaway in de kern
De meeste ongevallen die zich hebben voorgedaan in elektrische voertuigen met nieuwe energie houden verband met de thermische ontlading van de accu, of als gevolg van botsing en extrusie, of als gevolg van overbelasting en overontlading, wat uiteindelijk leidt tot oververhitting van de batterijkern en ontsteking. Gewone ternaire lithiumbatterijen kunnen thermisch weglopen wanneer de temperatuur hoger is dan 200 graden, en hoe hoger het nikkelgehalte in het positieve elektrodemateriaal, hoe onstabieler het wordt. (Momenteel geeft de NCM811-batterij met de hoogste energiedichtheid aan dat de verhouding van nikkel, kobalt en mangaan in de positieve elektrode 8:1:1 is, wat theoretisch het meest onstabiel is.) Als het BMS niet uitschakelt en warmte afvoert in tijdig, het is zeer vatbaar voor verbranding.
De thermische stabiliteit van het kathodemateriaal van het lithiumijzerfosfaat zelf is niet minder dan dat van het ternaire lithium. Het heeft een extreem hoge stabiliteit binnen 500 graden, en er is een mogelijkheid van thermisch weglopen alleen wanneer het 800 graden overschrijdt. Bovendien, zelfs als er thermische runaway optreedt, is de warmteafgifte van lithium-ijzerfosfaatbatterijen erg traag en komt er geen zuurstof vrij tijdens de ontbinding, waardoor het risico op ontbranding wordt verkleind. In vergelijking met traditionele batterijen die van hetzelfde materiaal zijn gemaakt, hebben blade-batterijen een lange stripstructuur met een groot warmteafvoeroppervlak, wat gepaard gaat met een lange circuitlengte en een lage warmteopwekkingscapaciteit van het hele circuit. Kortom, een lage warmteontwikkeling en een goede warmteafvoer verminderen de kans op thermische oververhitting of zelfontbranding. In de moeilijkste acupunctuurtest voor lithiumbatterijen laadde BYD de batterij volledig op in overeenstemming met de acupunctuurtestmethode van GB/T 31485-2015, met behulp van een hittebestendige stalen naald met een diameter van 5 mm, die de hele batterij doorboorde met een snelheid van (25 ± 5) mm/s vanuit de richting loodrecht op de elektrodeplaat van de batterij, waarbij onder extreme omstandigheden kunstmatig een kortsluiting wordt gecreëerd om de veiligheid van de batterij te testen wanneer deze het ernstigst beschadigd is. Na een lekke band brandde de NCM622 ternaire lithium-ionbatterij hevig en de oppervlaktetemperatuur overschreed 500 graden. Na een korte reactietijd beginnen traditionele lithium-ijzerfosfaat-bulkbatterijen uit te zetten en openen ze de overdrukklep om vloeistoffen en gassen op hoge temperatuur uit het interieur te verwijderen. Hoewel er geen open vuur is, stijgt de oppervlaktetemperatuur ook tot 200 graden - 400 graden. Hoewel er bepaalde risico's zijn, ligt de algehele temperatuur nog steeds binnen het controlebereik.