2021年8月,我国新能源汽车的批发渗透率首次达到了20.1%,而且在接下来的两个月也依然是继续上升的态势,这个速度比去年发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》规划的更快了一些,这也是我国新能源汽车增长首次跑赢了“大盘”,走在了规划的前面。
新一代电动车品质确实提上来了,续航更强、驾驶体验更好,如果不出意外,它们将逐渐占领市场,从而主导电动化时代的到来。
但在这个时代到来之前,依然还有一个重要问题需要解决,那就是动力电池的安全性。从最新的消息来看,这个问题也即将被根除,可以说添上了电动化时代的最后一块拼图。
让5分钟安全逃生成为历史,靠的是改变思维定势
2020年5月12日,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布了三项有关电动汽车的强制性国家标准。在新标准中对于动力电池的热扩散问题进行了明确的要求,要求电池单体发生热失控后5分钟内不起火不爆炸。
这个规定其实是妥协的“无奈之举”,在国家的角度看来,动力电池在任何状况下就不该起火。先不说造成的安全问题,一旦动力电池起火,整车也就“报废”了,烧掉的也是大量的财产。而在车企看来,即使是5分钟的要求,也是很难满足的。毕竟动力电池需要更高的能量密度以及更快的补能速度,那就需要有更活跃的化学性质。放电快、补能快,那自然“烧”起来也快。
车企也不是没做工作,它们采用了各种创新的架构,更新了电池能量的管理能力。对于动力电池材料的配比,也做了不少的革新。但从结果来看,新一代动力电池在安全方面有进步,但还不足以打消用户的所有顾虑。
最近有一些企业开始尝试从另外的角度解决了这一问题,那就是将电池的化学性质和能量管理先放一边,提升电池包内防火绝热材料的能力,取得了非常不错的效果。如果这项技术进一步发展,极有可能改变当前动力电池,甚至是电动车安全市场的格局。
动力电池包的忠实保镖,FRT防火材料立大功
锂离子电池因为自身活跃的化学特性,往往需要采用防火隔热材料来防止某块电池单体过热对临近电池产生影响,在以往人们的思维定势中,基本上都是采用硬质材料来完成这一工作。
传统硬质材料本身的隔热能力并没有太大的问题,要不然也不会被广泛采用了。但隔热能力之外,问题就比较突出了。硬质材料往往密度大、材料硬、固定麻烦,这就导致了它的先天匹配能力较差。除此之外硬质材料还更容易掉分掉渣,也很容易造成周边CCS的磨损,这也导致它们本身的隔热能力会随着时间推移而逐步弱化。这一点对车企来说非常难受,因为长期使用中的磨损往往是不受控的。
再有一点就是,硬质材料的溃缩吸能能力也是比较弱的,如果动力电池的安装不够完美,它会在之后的相对运动中不停发生“硬”摩擦,从而隔热能力降低。
而最近由赛伍技术Cybrid®推出的FRT防火材料,则很大程度解决了这些问题。赛伍技术Cybrid®成立于2008年11月,从事薄膜形态功能性高分子材料的开发已经有13年的历史,在业内有着相当大的影响力。比如比亚迪赫赫有名的“刀片电池”,选用的就是赛伍的绝缘材料。
赛伍最新的FRT防火材料采用的是三层复合结构设计,将传统的硬质的绝缘材料,改成了柔性材料。它的结构分为三层,分别是相变层、隔热层、增强层,其中玻纤布主要用于维持材质的整体强度,基体树脂硅橡胶这种复合无机填料则可以在高温下形成陶瓷化层,具有较强的隔热效果,而它的无卤阻燃剂,也可以做到无毒无害绿色环保。
从结果来看,FRT防火材料的隔热能力确实相当出众,它可以满足1500℃火焰冲击30min实验。将FRT防火材料采用1300℃持续火烧,它还会整体陶瓷化,平均温度也只有304℃,而且整个燃烧过程无烟雾、无气味产生,真可谓天生的阻燃剂。
除此之外,赛伍防火材料还能很好的满足绝缘、耐压级长期可靠性测试性能。因为其柔性的特征,长期挤压并不会出现磨损,而且能长效维持高绝缘性。
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