鉅大LARGE | 點擊量:1031次 | 2019年12月19日
如何把控動力電池的安全性和長壽命的平衡關(guān)系?
根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局的數(shù)據(jù),2018年國內(nèi)至少發(fā)生40起涉及新能源汽車的火災(zāi)事故,今年4月起,又接二連三發(fā)生電動汽車起火冒煙事故,動力電池安全性是一個敏感的話題,又是一個不能回避的話題。
近日,中國動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長、中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施充電聯(lián)盟副秘書長王子冬在首屆中國國際電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會上對電動汽車安全性問題進行了多維度剖析。他認為,動力電池在材料上沒有明顯技術(shù)突破前,比能量發(fā)展到一定水平后,就很難再有進一步的突破。與此同時,在安全性方面的負面影響卻越來越大。在沒有掌握鋰電池起火規(guī)律之前,把控能量密度與安全性和長壽命的平衡關(guān)系是不能忽視的問題。
在鋰電池眾多的技術(shù)路線中,磷酸鐵鋰與三元的對決最為膠著。
磷酸鐵鋰安全性高、壽命長,但是能量密度不如三元高,但可以通過提高電池容量加以彌補,低溫性能差,主要是在小容量電池上低溫性能低,材料一致性也差。
三元電池能量密度高,一致性好,低溫性能好,但是安全性略差,循環(huán)壽命遠不如磷酸鐵鋰電池。
當前,在中國磷酸鐵鋰電池具有最成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,我們對相關(guān)領(lǐng)域掌握的核心技術(shù)也比較多,而三元電池則以日韓為代表,相對更成熟一些。王子冬認為,這種技術(shù)路線的對決,更有一種中國vs日韓的意味。
如果單從動力電池本身的性能來評價,他列舉了10個維度:1.電池組的安全性、2.電池組的能量密度(而非單體)、3.電池組的循環(huán)壽命、4.電池組的成本、5.充電倍率、6.電池單體一致性、7.低溫性能、8.成組利用率、9.回收再利用的方便性、10.正負極材料可回收修復(fù)再利用。
動力電池的天花板在哪里?
在王子冬看來,對提高動力電池能量密度需要有清醒的認識:能夠產(chǎn)業(yè)化的電動車用動力電池的性能提高,不僅僅是正負極材料性能上需要有幅度改進,同時在許多方面都需要有比較大的突破,才有可能實現(xiàn)動力電池真正意義上的提高。
那么從產(chǎn)業(yè)化動力電池的定義來說,國家提出的目標是:到2020年實現(xiàn)電動車充電一次可以跑400km,單體電池比能量達到:300Wh/kg(350)、600Wh/L(700)、0.6元/Wh,電池系統(tǒng)達到:220Wh/kg(260)、300Wh/L(380)、1.0元/Wh,循環(huán)壽命1500次(80%DOD)。
為什么大家一提到高能量密度就想到軟包裝電池?從車輛工程的角度是看動力電池系統(tǒng)的能量密度,而非單體電池的能量密度。從單體電池到模塊,再到系統(tǒng)集成,中間環(huán)節(jié)比較多,電池之間的連接件、模塊之間的連接電纜、箱體、固定架、支撐架、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)等等,這些都會增加許多重量,王子冬提出,需要在系統(tǒng)能量密度、可靠性及安全性方面做優(yōu)化。