Sicherheitsvorteile der Blade-Batterie-Technologie von BYD

Der Begriff "Blade" in "Blade Battery" bezieht sich auf die Form seiner einzelnen Zelle und ist keine beispiellose schwarze Technologie. Seine chemische Natur ist immer noch als Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie bekannt. Durch kontinuierliche Optimierung des physikalischen Strukturdesigns und Materialaktualisierungen ist die Lücke zwischen ihr und der ternären Lithiumbatterie jedoch immer kleiner geworden. Heute schauen wir uns an, wie BYD das erreicht hat, welche Vorteile die neue Blade-Batterie gegenüber der ternären Lithium-Batterie hat.
● Sicherheit der Klingenbatterien
Die Klingenbatterie von BYD hat nichts mit "Messer" zu tun, aber ihre Batteriezelle hat eine ganz besondere Form, lang und dünn, genau wie eine Klinge, daher wird sie "Klingenbatterie" genannt. Die in BYD Han EV-Modellen verwendete Batteriezelle hat eine Länge von 1 Meter, eine Breite von etwa 10 Zentimetern und eine Dicke von nur 2 Zentimetern. Die Einzelzellenspannung beträgt 3,34 V und die Kapazität kann 100 Ah erreichen. Dies ist eine Form, die in früheren Batteriezellenformen noch nie aufgetreten ist.
1. Externe Kraftextrusion
Im vorherigen Artikel haben wir analysiert, dass die schwerwiegendsten Sicherheitsprobleme, die bei Lithiumbatterien auftreten können, Verbrennung und sogar Explosion sind. Die Hauptursache dieser Probleme liegt im thermischen Durchgehen innerhalb der Batterie. Die erste Anforderung zur Vermeidung des thermischen Durchgehens besteht darin, zu vermeiden, dass die Batteriezellen im Falle einer Kollision durch äußere Kräfte gequetscht werden. An der Außenseite des Batteriepacks sind die Blade-Batterien von BYD immer noch mit einer Energieabsorptionskastenstruktur ähnlich einem Auto-Crash-Balken konstruiert, die dem Aufprall auf den Batteriepackkörper durch Verformung und Energieabsorption widerstehen kann. Die Blattzellen sind direkt und dicht vertikal angeordnet und am Rahmen des Batteriepakets befestigt, wodurch jede Zelle selbst zu einem Strukturelement und zu einem Träger wird, der das Batteriepaket trägt. Ein dünner Querbalken hat nicht viel Wirkung, aber eine große Anzahl von Querbalken kann einen etwas ähnlichen Effekt erzeugen wie "eine Handvoll Stäbchen, die sich ständig drehen", und haben die größte Fläche, wobei die am stärksten zum Biegen neigenden Teile nach vorne zeigen und hinter dem Fahrzeug, mit mehr ausreichenden Pufferflächen außen. Bei der 100-800kN-Prüfnorm für Messerakkus verformt sich der Akkupack nur leicht, ohne Rauch oder Feuer. Im Dreipunkt-Drucktest hält der Blade-Akku schließlich einem Druck von 445 kN stand und ist in seiner Schlag- und Druckfestigkeit tatsächlich stärker als herkömmliche Akkupack-Strukturen.
2. Thermisches Durchgehen des Kerns
Die meisten Unfälle, die in Elektrofahrzeugen mit neuer Energie aufgetreten sind, stehen im Zusammenhang mit dem thermischen Durchgehen der Leistungsbatterie oder aufgrund von Kollision und Extrusion oder aufgrund von Überladung und Tiefentladung, was letztendlich zu einer Überhitzung des Batteriekerns und einer Zündung führt. Herkömmliche ternäre Lithiumbatterien können thermisches Durchgehen erfahren, wenn die Temperatur 200 Grad übersteigt, und je höher der Nickelgehalt im Material der positiven Elektrode ist, desto instabiler wird es. (Derzeit gibt die NCM811-Batterie mit der höchsten Energiedichte an, dass das Verhältnis von Nickel, Kobalt und Mangan in der positiven Elektrode 8:1:1 beträgt, was theoretisch am instabilsten ist.) Wenn das BMS sich nicht ausschalten und Wärme abführen kann rechtzeitig, ist es sehr anfällig für Verbrennungen.
Die thermische Stabilität des Lithium-Eisenphosphat-Kathodenmaterials selbst ist nicht geringer als die von ternärem Lithium. Es hat eine extrem hohe Stabilität innerhalb von 500 Grad, und es besteht die Möglichkeit eines thermischen Durchgehens nur, wenn es 800 Grad übersteigt. Darüber hinaus ist die Wärmeabgabe von Lithium-Eisenphosphat-Batterien, selbst wenn ein thermisches Durchgehen auftritt, sehr langsam und setzt während der Zersetzung keinen Sauerstoff frei, wodurch das Risiko einer Entzündung verringert wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien aus dem gleichen Material haben Blade-Batterien eine lange Streifenstruktur mit einer großen Wärmeableitungsfläche, was mit einer langen Schaltungslänge und einer geringen Wärmeerzeugungskapazität der gesamten Schaltung einhergeht. Zusammenfassend reduzieren eine geringe Wärmeerzeugung und eine gute Wärmeableitungsleistung die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens oder einer Selbstentzündung. Beim schwierigsten Akupunkturtest für Lithiumbatterien hat BYD die Batterie gemäß der Akupunkturtestmethode von GB/T 31485-2015 vollständig aufgeladen, wobei eine hochtemperaturbeständige Stahlnadel mit einem Durchmesser von 5 mm verwendet wurde, die die gesamte Batterie durchdrang mit einer Geschwindigkeit von (25 ± 5) mm/s aus der Richtung senkrecht zur Elektrodenplatte der Batterie, wodurch unter extremen Bedingungen künstlich eine Kurzschlussumgebung erzeugt wird, um die Sicherheit der Batterie zu testen, wenn sie am schwersten beschädigt ist. Nach der Punktion brannte die ternäre Lithium-Ionen-Batterie NCM622 heftig und ihre Oberflächentemperatur überstieg 500 Grad. Herkömmliche Lithium-Eisenphosphat-Massenbatterien beginnen sich nach einer kurzen Reaktionszeit auszudehnen und öffnen das Druckentlastungsventil, um Hochtemperaturflüssigkeiten und -gase aus dem Inneren auszustoßen. Obwohl es keine offene Flamme gibt, steigt die Oberflächentemperatur auch auf 200 Grad - 400 Grad an. Trotz gewisser Risiken liegt die Gesamttemperatur noch im Regelbereich.