Sigurnosne prednosti BYD-ove tehnologije blade baterija

Izraz "blade" u "blade baterija" odnosi se na oblik njegove pojedinačne ćelije i nije crna tehnologija bez presedana. Njegova kemijska priroda još je poznata kao litij željezo fosfatna baterija. Međutim, kontinuiranom optimizacijom dizajna fizičke strukture i ažuriranjem materijala, jaz između njega i litijske ternarne baterije postao je sve manji. Danas ćemo pogledati kako je BYD to postigao, koje su prednosti nove blade baterije u usporedbi s ternarnom litijskom baterijom.
● Sigurnost blade baterija
BYD-ova blade baterija nema nikakve veze s "nožem", ali je njena baterijska ćelija vrlo posebnog oblika, duga i tanka, baš poput oštrice, pa se zove "blade baterija". Baterijska ćelija koja se koristi na modelima BYD Han EV ima duljinu od 1 metar, širinu od oko 10 centimetara i debljinu od samo 2 centimetra. Napon pojedinačne ćelije je 3,34 V, a kapacitet može doseći 100 Ah. Ovo je oblik koji se nikada nije pojavio u prethodnim oblicima baterijskih ćelija.
1. Ekstruzija vanjske sile
U prethodnom smo članku analizirali da su najozbiljniji sigurnosni problemi koji se mogu pojaviti s litijevim baterijama izgaranje, pa čak i eksplozija. Glavni uzrok ovih problema leži u toplinskom odlasku unutar baterije. Prvi uvjet za izbjegavanje toplinskog odlaska je izbjegavanje stiskanja baterijskih ćelija vanjskim silama u slučaju sudara. S vanjske strane paketa baterija, BYD-ove blade baterije i dalje su dizajnirane sa strukturom kutije za apsorpciju energije sličnom gredi od sudara, koja može izdržati udar na tijelo paketa baterija kroz deformaciju i apsorpciju energije. Ćelije s oštricama su izravno i čvrsto okomito raspoređene i fiksirane na okvir baterije, dopuštajući svakoj ćeliji da sama postane strukturni član i postane greda koja podupire bateriju. Tanka poprečna greda nema veliki učinak, ali veliki broj poprečnih greda može stvoriti donekle sličan efekt kao "šaka štapića koji se stalno vrte", a imaju najveću površinu, s dijelovima koji su najskloniji savijanju okrenuti prema naprijed i stražnji dio vozila, s više odbojnih površina izvana. U testnom standardu 100-800kN za blade baterije, baterija je samo malo deformirana, bez dima ili vatre. U ispitivanju tlaka u tri točke, baterija oštrice može u konačnici izdržati pritisak od 445 kN, a njezina snaga pri udaru i kompresiji doista je jača od tradicionalnih struktura paketa baterija.
2. Toplinski bijeg jezgre
Većina nesreća koje su se dogodile u novim energetskim električnim vozilima povezana je s toplinskim bijegom baterije, ili zbog sudara i istiskivanja, ili zbog prenapunjenosti i prekomjernog pražnjenja, što u konačnici dovodi do pregrijavanja jezgre baterije i paljenja. Obične ternarne litijeve baterije mogu doživjeti toplinski bijeg kada temperatura prijeđe 200 stupnjeva, a što je veći sadržaj nikla u materijalu pozitivne elektrode, to on postaje nestabilniji. (Trenutno baterija NCM811 s najvećom gustoćom energije pokazuje da je omjer nikla, kobalta i mangana u pozitivnoj elektrodi 8:1:1, što je teoretski najnestabilnije.) Ako se BMS ne uspije isključiti i raspršiti toplinu u pravodobno, vrlo je sklon izgaranju.
Toplinska stabilnost samog katodnog materijala litij-željezo-fosfat nije ništa manja od one litij-ternarnog. Ima izuzetno visoku stabilnost unutar 500 stupnjeva, a mogućnost toplinskog bijega postoji tek kada prijeđe 800 stupnjeva. Osim toga, čak i ako dođe do toplinskog odlaska, otpuštanje topline litij-željezo-fosfatnih baterija je vrlo sporo i ne oslobađa kisik tijekom raspadanja, smanjujući rizik od paljenja. U usporedbi s tradicionalnim baterijama izrađenim od istog materijala, blade baterije imaju dugačku trakastu strukturu s velikim područjem rasipanja topline, što je popraćeno velikom duljinom strujnog kruga i niskim kapacitetom stvaranja topline cijelog kruga. Ukratko, nisko stvaranje topline i dobra disipacija topline smanjuju vjerojatnost odlaska topline ili spontanog izgaranja. U najtežem akupunkturnom testu za litijeve baterije, BYD je potpuno napunio bateriju u skladu s metodom akupunkturnog ispitivanja GB/T 31485-2015, koristeći čeličnu iglu otpornu na visoke temperature promjera 5 mm, prodirući u cijelu bateriju brzinom od (25 ± 5) mm/s iz smjera okomitog na elektrodnu ploču baterije, umjetno stvarajući okruženje kratkog spoja u ekstremnim uvjetima kako bi se ispitala sigurnost baterije kada je najteže oštećena. Nakon probijanja, NCM622 ternarna litij-ionska baterija žestoko je gorjela, a temperatura njezine površine premašila je 500 stupnjeva. Nakon kratkog vremena reakcije, tradicionalne litij-željezo-fosfatne bulk baterije počinju se širiti i otvaraju sigurnosni ventil za izbacivanje tekućina i plinova visoke temperature iz unutrašnjosti. Iako nema otvorenog plamena, površinska temperatura također raste do 200 stupnjeva - 400 stupnjeva. Iako postoje određeni rizici, ukupna temperatura je još uvijek unutar kontrolnog raspona.