浅谈锂电池的安全测试，电池针刺试验是否有必要

要问新能源汽车大众关注的重点是什么？毫无疑问，那就是安全，自从新能源汽车普及以来，“自燃”这个词，似乎没有在网络上消停过。电池安全问题成了所有人的痛点，甚至也让许多有意新能源车的消费者，望而却步。都说电池针刺试验是电池安全试验中非常严格的试验，虽然旧国标GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》是有要求的，钢针垂直穿刺单体电芯后，需停留在电芯中观察1小时，不起火、不爆炸才算通过测试。但是在2020年新国标取消了单体电芯针刺测试；新颁布实施的GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中规定修改为：电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5min，应提供一个热事件报警信号(服务于整车热事件报警提醒乘员疏散)。如果热扩散不会产生导致车辆乘员危险的情况，则认为该要求得到满足。那么电池针刺试验是否还有必要呢？特别是比亚迪刀片电池通过了针刺试验后，这话题更是引发了众多争议。

都是电池的防护和安全措施是非常有必要的，但过度依赖外部保护措施，电池自身的安全性能无法提升。而保护措施不是万无一失的，可能存在失效的风险。那么当保护措施失效，安全性能如何保障。所以只有电池的底子是安全的，再加上防护和安全措施，这样才能摆脱电池自燃风险。比亚迪始终坚持用户安全至上，坚持采用单体电芯的针刺测试，作为企业对动力电池的要求标准。正因为如此，众多电池知名企业也做起公开电池针刺试验以及讨论：

三元锂电池、普通磷酸铁锂电池和刀片电池穿刺对比试验，测试结果差异明显。针刺测试，去掉了一切宣传包装的外衣，让电池的真实安全性，赤裸裸地呈现在了消费者的面前。

钢针刺入后，三元锂电池壳体迅速膨胀，然后瞬间起火爆炸，表面温超过500℃。普通磷酸铁锂电池虽然没起火爆炸，但仍出现了冒烟情况，表面温度200℃-400℃。表现最好的是刀片电池，不起火、不冒烟，表面温度仅为30-60℃。

其实电池发生自燃，本质上是电池发生热失控。热失控通俗来讲是电池因为某种原因，导致电池的温度不可控的上升，进而突破临界点，发生起火甚至爆炸。即电池处在过热的状态，电池温度出现失控。而导致热失控的几个重要原因有：

电动车行驶过程中，车辆发生碰撞可能导致外物侵入动力电池内部的情况，导致电池发生内部短路，内部短路的地方产生热量堆积后将带来自燃风险。

电动车在充电的过程中，因为充电过度或者散热系统发生失效等情况，导致电池内部温度过高，进而带来自燃风险。

针刺测试，通过钨钢针垂直于电池将电池刺穿，整个电池的能量都会通过该针刺点在短时间内释放，模拟了电池恶劣情况的内短路。刀片电池安全通过了针刺测试，展现了在电池内部短路这一恶劣情况下的表现。对于消费者担心的电动车电池安全问题，刀片电池交出了满分答卷，也借此一战成名；获得消费者的认同与喜爱；但是也不代表其他电池不安全。

动力电池的安全性主要表现在系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全，而不止是电芯的安全。现实状况下，电芯被针刺的情况不会发生，电池包底部“钝刺”和挤压才是更符合真实场景的测试方式。

总的来说，磷酸铁锂电池更容易通过针刺不是因为技术先进，而是因为材料本身热稳定性好；而三元锂电池能量密度高，对于针刺确实存在挑战，但也并非无法完成。也就是说，通过针刺测试的电池不一定安全，而不做针刺测试也不等于电池就不安全。针刺实验的核心目的就是要让电池短路，以便观察电池的热失控情况及制定更好的安全防护策略。那究竟电池进行针刺试验有没有必要呢，“新标准虽删除了针对电池单体的针刺测试，并不是说不用对电池进行针刺测试。值得注意的是，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》对热扩散试验给出了两种触发热失控的推荐方法，就电池包或系统中的电池单体，一个是加热触发热失控，另一个就是针刺触发热失控。制造商可以任选其一，也可自行选择其他方法来触发热失控。