鉅大LARGE | 點擊量：1015次 | 2021年04月23日
淺談鋰離子動力鋰電池的安全性問題及改善技術(shù)
據(jù)我國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2016年我國各類鋰離子電池的總產(chǎn)量是87.3GWh，同比上升42%。其中，動力鋰離子電池產(chǎn)量達33GWh。我國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力鋰電池應(yīng)用分會預(yù)計，2020年要達到200萬輛新能源汽車的市場規(guī)模，對動力鋰電池的需求約為130GWh。動力鋰電池行業(yè)發(fā)展迅速，亟需國家標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范，防止無序的惡性競爭。不久前在青海召開的鋰產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇，動力鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)化問題正是其重要議題之一。動力鋰電池要實現(xiàn)安全崛起，必須先解決好標(biāo)準(zhǔn)問題。
標(biāo)準(zhǔn)是商業(yè)的通用語言
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)，不同的組織、文件，給出的含義有所不同，但其重要性卻是一致公認的。ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)組織我國辦事處首席代表劉斐認為，標(biāo)準(zhǔn)是商業(yè)的通用語言，沒有標(biāo)準(zhǔn)就無法達成交易。
近些年，我國在動力鋰電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、行業(yè)管理、回收利用、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面，初步構(gòu)建了一套支持體系。但客觀來說，這套體系還有待完善，很多問題還要進一步研究。我國北方車輛研究所動力鋰電池實驗室主任王子冬表示，動力鋰電池要延長壽命、實現(xiàn)梯次利用，必須實行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。王子冬曾多次強調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化關(guān)于動力鋰電池行業(yè)的意義，認為國內(nèi)公司對此并沒有足夠重視。
在德國萊茵檢測TÜVRheinland項目經(jīng)理皮亞輝看來，安全標(biāo)準(zhǔn)對鋰離子電池舉足輕重。他認為，安全管理是所有鋰離子儲能系統(tǒng)一個基本的管理措施，所有的鋰離子電池都應(yīng)該配備獨立的、能夠抵抗振動的電子保護措施和電鍍保護措施。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
動力鋰電池出口的標(biāo)準(zhǔn)體系
目前，國際上比較常見的標(biāo)準(zhǔn)體系有ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、IEC（國際電工委員會）、UNECE（聯(lián)合國經(jīng)濟委員會）、ASTM（美國材料與試驗協(xié)會）、UL（美國保險商試驗所）等。
據(jù)電池我國網(wǎng)了解，這些標(biāo)準(zhǔn)在動力鋰離子電池的安全管理標(biāo)準(zhǔn)制定方面，大致分為四個步驟，即：一要識別出鋰離子電池會出現(xiàn)什么危險及其根本原因，二要識別失效模式，三要進行危險管控，四要對危險源設(shè)置保護措施，防止危險升級。
而在測試類型方面，這些全球性標(biāo)準(zhǔn)對動力鋰離子電池的測試可分為兩類：一類是測試電池穩(wěn)定性的極限，分析可能對鋰離子電池造成潛在危害的壓力的性質(zhì)和強度。二是進行振動測試，保證車輛在實際道路上行駛時動力鋰電池的安全。
這些國際測試標(biāo)準(zhǔn)重要涉及外部短路、非正常充電、強充、擠壓、沖擊、撞擊、振動、加熱、低熱沖擊、持續(xù)低速充電、火燒等。
動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)制定要具備全球視野
在我國動力鋰電池體系內(nèi)，動力電芯、動力鋰電池模組以及安全防護要求等標(biāo)準(zhǔn)，大多是由一些具有較強技術(shù)實力的公司或公司聯(lián)盟參與制定，總體是以動力鋰電池的產(chǎn)品技術(shù)順利實現(xiàn)為導(dǎo)向。而從全球市場看，國外先進的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括日韓等，都是通用性的標(biāo)準(zhǔn)，而非某個具體的路線圖。這也給我們以啟發(fā)電池安全等基本要求必須協(xié)調(diào)一致，這是寫標(biāo)準(zhǔn)的基本訴求。
與國外相比，我國動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)體系仍待完善。劉斐認為，我國動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)多以產(chǎn)品為導(dǎo)向，局限于國內(nèi)市場，缺乏全球眼光。他表示，盡管日韓的動力鋰電池技術(shù)比我們先進，但依然可以將其市場納入我們的標(biāo)準(zhǔn)體系。
此外，一個好的標(biāo)準(zhǔn)還要強調(diào)產(chǎn)品品質(zhì)、目標(biāo)關(guān)聯(lián)性和使用有效性，要先以用戶的標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，再考慮市場為導(dǎo)向。更重要的是，標(biāo)準(zhǔn)制定委員會的人員構(gòu)成要盡量多元化，將政府、公司、專家乃至競爭對手公司的相關(guān)人員納入進來，共同制定動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)，因為一個好的標(biāo)準(zhǔn)，其核心競爭力在于制定標(biāo)準(zhǔn)的人，在于背后的團隊和運行機制。
動力鋰電池GB標(biāo)準(zhǔn)將強制執(zhí)行
我國現(xiàn)有的動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)體系重要分為電性能、壽命、安全性、互換性、回收利用和關(guān)鍵附件等幾方面。為完善產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)體系，更多標(biāo)準(zhǔn)正在報批或制定中。
據(jù)電池我國網(wǎng)了解，目前，動力鋰電池規(guī)格尺寸和編碼制度兩項標(biāo)準(zhǔn)正在報批，動力鋰電池的管理系統(tǒng)以及拆卸、包裝運輸、梯次利用和材料回收等標(biāo)準(zhǔn)也在制定中。值得關(guān)注的是，標(biāo)準(zhǔn)委員會正在制定動力鋰電池的GB標(biāo)準(zhǔn)，并成立振動和熱擴散研究專項小組，并號召國內(nèi)眾多車企參與。據(jù)了解，該標(biāo)準(zhǔn)出臺后，國家將會進行強制執(zhí)行。
隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，開拓國際市場將是未來的一個重要方向。動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)體系必然會將全球市場納入視野，標(biāo)準(zhǔn)的制定工作變得尤為重要。我國汽車技術(shù)研究中心首席專家王芳對電池我國網(wǎng)表示，希望公司能夠從材料源頭出發(fā)，把材料安全性機理的分析、電池安全行為的研究、電池模塊和系統(tǒng)安全的管理和控制等要素綜合考慮，形成一個閉環(huán)的安全設(shè)計理念，從測試分析的角度出發(fā)，把整個系統(tǒng)做好。
王芳對動力鋰電池公司有兩點特別提醒值得關(guān)注，即：一，電池的安全是相對的，在設(shè)計電池系統(tǒng)時，要了解自己的電池處于什么樣的安全區(qū)間，在設(shè)計時針對薄弱點加強保護。二，要關(guān)注電池本身熱出現(xiàn)機理和方式，利用系統(tǒng)集成理念，讓電芯更安全。
我國新能源汽車從導(dǎo)入期進入發(fā)展期，動力鋰電池產(chǎn)業(yè)也迎來了更快的上升。然而，隨著我國公司對海外市場的開拓，加之動力鋰電池退役潮的到來，動力鋰電池的進一步發(fā)展將會被日益凸顯的標(biāo)準(zhǔn)問題所掣肘。動力鋰電池要實現(xiàn)安全崛起，必須先解決標(biāo)準(zhǔn)問題，搭建一套完整的、有效的、更合理的動力鋰電池標(biāo)準(zhǔn)體系，讓產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)中自由流動。
