鉅大LARGE | 點擊量：979次 | 2021年11月05日
解讀動力鋰電池三元材料 為什么招來安全是非？
電池技術(shù)路線之爭由來已久，三元材料動力鋰離子電池被單獨暫停用于新能源客車，立刻激起業(yè)內(nèi)廣泛爭議。
三元材料電池是什么？使用現(xiàn)狀如何？為何會引起大家對安全性的擔憂？整體來看，汽車從燃油向電動轉(zhuǎn)化的過程正在發(fā)生，而且速度非常快，所有的電動汽車都面對著必須管控好電池安全性的問題。
王慶生：“三元材料不安全”存在概念錯誤
三元材料和磷酸鐵鋰等其他正極材料都各有利弊，但不存在安全和不安全之分。光拿材料說安全性太片面，三元材料和磷酸鐵鋰等其他正極材料都有各有利弊，光拿材料說安全性太片面，材料在不同環(huán)境、結(jié)構(gòu)、體積、生產(chǎn)工藝等條件下有不同的應(yīng)用結(jié)果，這是一個很大體系的系統(tǒng)工程。我們要做的是發(fā)揮電池材料的優(yōu)勢，屏蔽劣勢。
材料安全不安全不是從本身的物理指標判斷，使用過程中怎么樣控制好和使用好是最重要的。三元材料本身的氧化放熱還原的溫度和磷酸鐵鋰有一定的差別，但是不代表著磷酸鐵鋰材料氧化放熱溫度高就是安全的，研究電池的安全性是從熱出發(fā)的，假如把電池本身設(shè)計產(chǎn)熱非常低，散熱又非常好，不論什么體積，用的什么材料，其實都是安全的。概念上的錯誤導(dǎo)致了大家認為三元材料不安全，磷酸鐵鋰也相同存在著隱患，所以研究材料的安全性是在結(jié)合材料的物化指標，研究相配材料和產(chǎn)熱機理，散熱機理，而不是材料安全不安全，這個無從談起。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
劉彥龍：三元鋰離子電池是未來的發(fā)展方向
動力鋰離子電池發(fā)展跟我國前期發(fā)展動力鋰離子電池的路線制定有很大關(guān)系，在十一五期間國家政府更多支持以磷酸鐵鋰為主，2013年-2015年間動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化速度加快，大家從國家政策的發(fā)展方向判斷，未來政策更多支持三元電池，因此有很多的公司把三元電池作為發(fā)展方向。2015年九月對國內(nèi)動力鋰離子電池公司的產(chǎn)量做了初步統(tǒng)計，30多家公司到九月份建成的產(chǎn)量300多億瓦時，除了少量的公司是三元之外，250億瓦時以上都是以磷酸鐵鋰為主，并且包括了后續(xù)還要擴建的。
從2015年動力鋰離子電池的應(yīng)用情況來看，規(guī)模達到200多億，70%以上為磷酸鐵鋰，尤其客車占的比重較大，乘用車更多往三元發(fā)展。但是2016-2020年的新能源客車補貼政策提出了Ekg的要求，促使客車公司向三元鋰轉(zhuǎn)移。總體來看，三元鋰離子電池是未來的發(fā)展方向。
就材料本身而言，三元材料和磷酸鐵鋰材料發(fā)熱失控的時候，熱分解的溫度會有差異，三元材料的溫度更低一些，磷酸鐵鋰材料更高一些。另外，公司在做試驗的時候，擠壓測試的結(jié)果是三元材料會短時間內(nèi)發(fā)生更嚴重的結(jié)果，比如說很快燃燒爆炸，磷酸鐵鋰可能更多的是冒煙了。在生產(chǎn)工藝方面控制，盡可能在沒有達到熱分解溫度的時候就中斷，這樣有一些措施是可以控制事故的。材料本身存在一些特性，要靠后期的制造、應(yīng)用方面采取多種的保護措施，使三元材料電池更安全。
馬俊峰：整車缺乏考慮熱管理方法
波士頓電池在之所以選擇三元鋰技術(shù)路線，因為電動汽車有輕量化的發(fā)展方向，Ekg指標已經(jīng)決定了要尋找高能量密度的技術(shù)路線。從現(xiàn)在看三元是相對來說可以量產(chǎn)、能源密度高、低溫性能達到一定水準的材料，目前波士頓三元鋰離子電池成組以后的能量密度可以達到125Wh/kg左右。
安全跟電池材料的關(guān)系不是很大，更重要的是應(yīng)用的場景。新能源汽車保有量一路狂奔，出事的幾率越來越大，因此反思電池安全問題是有必要的。從什么角度可以保證我們現(xiàn)在這個行業(yè)發(fā)展會更好，怎么保證車能夠不發(fā)生大的事故，或者說即使是發(fā)生了著火，爆炸的事故，還能有限度的保證我們的成員能夠安全的離開乘用車?；仡^看看國內(nèi)過去兩年的發(fā)展，一款新能源車大約五六個月就推向市場了，大部分產(chǎn)品是改裝車，至少是一半以上沒有考慮熱管理方法，這是制約電池的一個弱點。波士頓電池目前采取的市場戰(zhàn)略，盡可能和對電池要求相對寬松的車型合作，因為整車無法供應(yīng)好的環(huán)境，就讓電池在一個相對活性不是最高的狀態(tài)下使用，來減低安全風(fēng)險。這個安全的問題，更多的是從整車、park的角度考慮，材料的角度考慮稍微有點偏。
宋華杰：電池安全應(yīng)加強品質(zhì)管控
比克電池最初重要發(fā)展磷酸鐵鋰離子電池，后來基于輕量化和能量密度兩點考慮，逐步替換成三元材料。國家要求動力鋰離子電池能量密度2020年達到300wh/kg，靠磷酸鐵鋰比較困難，所以大家選擇三元方向。比克電池成組以后能量密度約為120~130wh/kg。
電池由四部分重要的材料組成，正級，負級，電解液和隔膜。電解液一般是有機溶劑，也是最先著火的。業(yè)內(nèi)爭論安全問題，不應(yīng)該在正級三元材料上，而是品質(zhì)方面的管控。電池起火重要是里面的熱量積聚在一起沒有辦法擴散出去，只要想辦法盡快地把熱量釋放出去也可以做到很安全。
譚浩海：三元材料電池低溫下有優(yōu)勢
遠東福斯特新能源有限公司一直專一做一款電池，18650三元材料電池體系電池。之所以選擇三元材料體系是因為可塑性強，能源密度高。2015年工信部有一個規(guī)定，物流車電池包的整包質(zhì)量不能超過整車質(zhì)量的25%，輕量化的要求決定了三元材料電池成為后續(xù)的主流。他認為目前國內(nèi)三元電芯的品質(zhì)差異與國外取決于設(shè)備，自動化程度上的差異化。遠東福斯特2015年開始布局，與遠東電纜并購，引進了韓國自動線，今年四月將會批量量產(chǎn)，后續(xù)策略仍然以三元材料為主。
電池安全的導(dǎo)火線是電池組、電芯、park、以及使用的習(xí)慣。三元和磷酸鐵鋰有非常大差異，三元對溫度不是特別的敏感，但北方市場假如用磷酸鐵鋰，能量轉(zhuǎn)換率要大打折扣，原來跑100公里，北方可能只跑60公里，最多70公里。三元材料在這塊是非常有優(yōu)勢的，目前新能源行業(yè)是新生的行業(yè)，要業(yè)內(nèi)共同把這個難關(guān)攻破，非?？春萌牧显诤笃诘膹V泛應(yīng)用。
佟子謙：從系統(tǒng)角度考慮電池安全
2002年發(fā)展混合動力大巴時采用的是鎳氫電池，當時鎳氫電池在動力鋰離子電池中還是不錯的，但是最后混合動力大巴著火了，事故原因并不是鎳氫電池引起。電動汽車著火一定要從系統(tǒng)的角度來考慮問題，而不是單一的從材料來說。從安全的角度來講，業(yè)內(nèi)討論認為固態(tài)的電池是最安全的，但離市場化應(yīng)用還很遠。假如講材料，從我們的角度來講，有一個領(lǐng)導(dǎo)講話是這樣說的，說電池占了10%，在運營維護、系統(tǒng)組成、充電方面各占30%，這樣光電芯來講不是最重要的。區(qū)域不同，車的不同，環(huán)境的不同，系統(tǒng)工程不是簡單考慮某一個材料的問題，應(yīng)該是綜合考慮的。
聶亮：磷酸鐵鋰離子電池與商業(yè)化要求相差大
國內(nèi)公司當初選擇磷酸鐵鋰應(yīng)該是沒有做過深入的調(diào)研和對未來判斷，相對盲目的就采用了，從杭州電動汽車運營的數(shù)據(jù)來看，動力鋰離子電池已經(jīng)換過一次了，磷酸鐵鋰在低溫中的實際表現(xiàn)離商業(yè)化要求相差較大。在此情況下，產(chǎn)業(yè)就在成本和能量密度上尋找平衡點，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。測算下來，一款產(chǎn)品能不能持續(xù)發(fā)展，平衡點大概為車重一噸，要求的能量是30千瓦。重量1t的車跑300公里是這款產(chǎn)品是否實用的標準，電池的價格要做到3塊錢/安時。
有關(guān)安全方面，所有的電池都要承認其不安全性，在此基礎(chǔ)上要考慮如何做好防護。所有的電池材料出來，不可能馬上分辨什么是好的，什么是壞的。電池安全重要在使用上，有多方面因素影響，單獨否決三元材料是不合理的。電動汽車發(fā)展初期有擔心很正常，希望通過這次事情有一個科學(xué)的決策程序或工程驗證方法。目前暫停三元材料電池在客車領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅耽誤發(fā)展時機，也會嚇跑很多原來準備進入這個行業(yè)的投資。大部分的汽車火災(zāi)是線路引起的，電池不安全不要緊，只要車安全，再往后推車不安全沒關(guān)系，只要人安全。現(xiàn)在論電池上的正級材料，五分之一東西上升到安全不安全的問題完整沒必要，要通過充分的工程驗證，拿數(shù)據(jù)說話。
