鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:949次 | 2021年10月30日
動力鋰電池面對新課題:高安全、低成本、可回收
經(jīng)過多年發(fā)展,我國已經(jīng)成為全球最大的新能源汽車市場,而動力鋰離子電池作為其核心零部件備受關(guān)注。隨著電池技術(shù)進(jìn)步及新能源汽車市場逐步成熟,市場對動力鋰離子電池已從追求高能量密度逐步向追求高安全、低成本、可回收的方向發(fā)展。
■加強(qiáng)電池主動安全防控
近段時間接連發(fā)生的數(shù)起電動汽車起火事件使得有關(guān)安全的話題熱度不減。在日前舉辦的2019我國(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動力鋰離子電池國際高峰論壇上,我國科學(xué)院院士、我國電動汽車百人會副理事長歐陽明高表示,當(dāng)前安全事故是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的致命隱患,而動力鋰離子電池?zé)崾Э厥前踩鹿实谋举|(zhì)。
通過對動力鋰離子電池?zé)崾Э責(zé)?機(jī)-電耦合機(jī)制的深度研究,發(fā)現(xiàn)在熱失控誘因、發(fā)生和蔓延的三個過程中,電池充電析鋰、電池內(nèi)短路、單體電池?zé)崾Э睾碗姵叵到y(tǒng)熱蔓延是導(dǎo)致安全問題出現(xiàn)的根本原因,可利用快充控制、電池管理、熱設(shè)計(jì)和熱管理等方法實(shí)現(xiàn)對動力鋰離子電池?zé)崾Э氐闹鲃影踩揽亍?/p>
分析2018年新能源汽車事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),充電時發(fā)生事故的比例較大,原因包括:快速充電不當(dāng)引發(fā)電池析鋰,使得電池壽命快速衰減和熱穩(wěn)定性變差;充電功能安全設(shè)計(jì)水平低下;充電過程數(shù)據(jù)通訊不規(guī)范等。歐陽明高指出,目前鋰離子電池能量密度已經(jīng)達(dá)到300Wh/kg,未來會繼續(xù)提高,在這種情況下,對電池安全防控技術(shù)的要求也會越來越高。產(chǎn)業(yè)界應(yīng)當(dāng)著力解決鋰離子電池安全問題,研發(fā)出更加安全的動力鋰離子電池,保障電動汽車產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
天津力神電池股份有限公司常務(wù)執(zhí)行副總裁王念舉持類似觀點(diǎn),他認(rèn)為,至少在未來10年內(nèi),鋰離子電池仍是電動汽車動力的重要解決方法,在提升電池能量密度的同時也要在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)保證電池的高安全性。
除了技術(shù)層面,還應(yīng)在什么方面保障電池安全?對此,作為歐洲權(quán)威的車輛檢測機(jī)構(gòu),德凱集團(tuán)執(zhí)行副總裁、東亞及南亞區(qū)總裁曾牧指出,電動汽車和動力鋰離子電池安全不僅要關(guān)注設(shè)計(jì)層面,也要重視檢測和驗(yàn)證對安全的保障用途。
■電動化催生新業(yè)態(tài)
電動化不僅讓汽車產(chǎn)業(yè)的面貌煥然一新,也使得汽車產(chǎn)業(yè)與能源、科技等產(chǎn)業(yè)加快了跨界融合。由于動力鋰離子電池的可移動、可分離、可控制特性,汽車電動化不斷催生新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和商業(yè)模式。
我國電動汽車百人會秘書長兼首席專家張永偉公布的課題報(bào)告《讓動力鋰離子電池流動起來:動力鋰離子電池全生命周期資產(chǎn)運(yùn)營管理》指出:電池作為可移動的儲能載體,能與可再生能源有效結(jié)合,并參與電網(wǎng)調(diào)節(jié);電池作為可分離的特殊資產(chǎn),能夠催生出新的商業(yè)模式,例如基于車電分離的整車或電池租賃模式、基于共享經(jīng)濟(jì)的分時租賃模式等;電池作為可控制的智能單元,可與智能化、網(wǎng)聯(lián)化技術(shù)相結(jié)合,融入能源互聯(lián)網(wǎng)體系。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
張永偉表示,動力鋰離子電池的監(jiān)測、評估、利用、再生和創(chuàng)新金融模式是完善其全生命周期循環(huán)體系的關(guān)鍵。其中,電池監(jiān)測可為電池健康狀態(tài)及價值評估供應(yīng)依據(jù);電池評估可解決電池估值困難的問題;梯次利用是退役電池循環(huán)體系的中間環(huán)節(jié),有助于提高動力鋰離子電池全生命周期的使用價值;報(bào)廢電池中的有價金屬具有資源化回收價值;包括綠色信貸、債券、基金、保險等在內(nèi)的綠色金融有助于緩解公司資金壓力,降低公司運(yùn)營風(fēng)險。
■電池回收再利用有待突破
隨著新能源汽車產(chǎn)銷量及動力鋰離子電池出貨量的不斷提高,動力鋰離子電池如何回收再利用成為擺在行業(yè)面前的一道難題。根據(jù)我國汽車技術(shù)研究中心有限公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2018年后我國的新能源汽車動力鋰離子電池進(jìn)入規(guī)?;瘓?bào)廢期,預(yù)計(jì)2023年報(bào)廢量將達(dá)48.09萬噸。其中,2018~2020年報(bào)廢電池中磷酸鐵鋰離子電池占多數(shù),預(yù)計(jì)2021年起三元電池的報(bào)廢量開始增多,2023年三元電池的報(bào)廢量將大于磷酸鐵鋰離子電池。
當(dāng)前我國動力鋰離子電池回收再利用的政策重要體現(xiàn)在三個方面:一是落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,二是建立健全動力鋰離子電池回收利用體系,三是強(qiáng)化對從業(yè)公司的行業(yè)監(jiān)管。目前,我國已經(jīng)初步形成了以整車、電池和第三方公司為主體的動力鋰離子電池梯次利用和回收體系。根據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),截至2018年底我國退役電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)達(dá)到3204個。
不過,雖有一定成果,但電池回收再利用體系、機(jī)制等還存在很多問題。例如,電池梯次利用公司準(zhǔn)入條件不清晰,電池退役標(biāo)準(zhǔn)不明確,廢舊電池的評估、拆解等技術(shù)不成熟,電池回收再利用的產(chǎn)業(yè)鏈相對孤立、沒有很好協(xié)同等。據(jù)北京賽德美資源再利用研究院有限公司董事總經(jīng)理趙小勇介紹,最近3年間電池回收公司由20余家發(fā)展至300余家,但真正有廠、有能力做環(huán)保驗(yàn)收的只有30~40家。
鐵塔能源有限公司副總經(jīng)理孔慶西表示,鋰離子電池相比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池在能量密度、循環(huán)壽命和環(huán)保方面都具有優(yōu)勢,隨著2019年起動力鋰離子電池退役量爆發(fā)式上升,合理的梯次利用是解決新能源汽車發(fā)展后顧之憂的關(guān)鍵,也是解決新能源汽車成本居高不下的重要手段,而小容量、分布式的基站備電,無論從安全性還是經(jīng)濟(jì)性來講,都是動力鋰離子電池梯次利用的最佳場景。他還指出,我國新能源汽車公司眾多,假如自主建立回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn),可能造成重復(fù)建設(shè),且回收拆解公司及資源綜合利用公司等對應(yīng)機(jī)構(gòu)亦較多,難以協(xié)調(diào),有必要探索共享型的聯(lián)合回收模式。