盡管豐田在今年才宣布要正式開發(fā)純電動汽車，不過這個臨國的汽車巨頭其實在鋰離子電池方面的研究還是很有一套，并且應(yīng)該很有效果，值得學(xué)習(xí)。

豐田自1997年率先量產(chǎn)其混合動力汽車Prius以來，便一直在混合動力汽車市場占據(jù)絕對的領(lǐng)導(dǎo)地位，2003、2009年又公布了Prius二代和三代，不過都是使用的NiMH電池。直到2011年P(guān)riusAlpha，開始使用鋰電，此時的鋰離子電池為一代鋰離子電池。在2016年，第4代Prius，豐田開始使用最新的二代鋰離子電池。

在鋰離子電池的研發(fā)上，豐田的思路是：第1代鋰離子電池解決安全可靠性問題，尤其是強(qiáng)調(diào)電芯的自身的安全性；第2代鋰離子電池，強(qiáng)調(diào)更好的性能，高能量密度，高功率。

影響鋰動力鋰離子電池的風(fēng)險因子，豐田分析包括：過充、外短路、碰撞、內(nèi)短路。

有關(guān)過充，系統(tǒng)層面，采用雙檢測系統(tǒng)，同時對電芯和模組的電壓進(jìn)行檢測；有關(guān)外短路，系統(tǒng)層面重要是通過電流關(guān)斷系統(tǒng)和主回路保險絲方法，

電芯層面應(yīng)對過充和外短路重要思路是，當(dāng)達(dá)到一定溫度時，能自動切斷電流，這重要是通過對材料、電極和結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。

有關(guān)碰撞，總的思路是通過車身和電池包本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來進(jìn)行防護(hù)，而在電芯層面，豐田是下了一番工夫研究，采用了“隔熱層”(HeatResistantLayer,HRL)設(shè)計。HRL也被用來應(yīng)對電芯的內(nèi)短路風(fēng)險，因為電芯的內(nèi)短路，目前整個系統(tǒng)層面是毫無應(yīng)對方法的。

隔熱層HRL的重要思路為，將HRL置于正負(fù)極之間，能夠阻止在極端情況下，隔離膜的塌縮，從而即使在急劇溫升時也能保證電芯一定的阻值。在第1代鋰離子電池上，HRL被涂在電芯的正極上。

豐田第1代鋰離子電池示意圖

通過測試驗證表明，這種設(shè)計方法能較好的應(yīng)對內(nèi)短路。

測試方法(改進(jìn)的JISC8714)

測試結(jié)果

為了驗證1代鋰離子電池的安全可靠性，豐田于2006-2009年推出150輛示范車輛去跑，2011年才正式用于量產(chǎn)的Prius

Alpha。通過對這些車輛電池數(shù)據(jù)的收集與分析，基本論證了1代電池的設(shè)計方法。在1代電池的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研發(fā)滿足各種高性能要求的2代鋰離子電池。

對電動汽車而言，安全永遠(yuǎn)是第1位的。從去年的各種政策、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，國家也正是這樣的一種思路導(dǎo)向，首先要保證安全性，在此基礎(chǔ)上，會進(jìn)一步對相關(guān)的其他性能提指標(biāo)，如能量密度等。