鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:633次 | 2018年12月22日
動(dòng)力電池質(zhì)量安全會(huì)是企業(yè)的挑戰(zhàn)嗎
近日,原國(guó)家863電動(dòng)車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬先生做客北京‘前途·驛’體驗(yàn)館,分享了一場(chǎng)關(guān)于“動(dòng)力電池安全性問(wèn)題”的公開(kāi)課。
今年,高速成長(zhǎng)了30年的中國(guó)汽車(chē)業(yè)首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。與之鮮明對(duì)比的則是,新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量持續(xù)大幅增長(zhǎng)。
相比燃油車(chē),公眾似乎對(duì)新能源車(chē)特別是純電動(dòng)汽車(chē)的起火更為緊張,年內(nèi)有報(bào)道可查的新能源汽車(chē)起火原因雖不盡相同,但細(xì)究起來(lái)電池長(zhǎng)時(shí)間在液體中浸泡、電池材料不過(guò)關(guān)、動(dòng)力電池系統(tǒng)拼裝布局缺陷、使用中過(guò)充過(guò)放、電池組件安全性等都是電池起火的風(fēng)險(xiǎn)因素,最終的結(jié)果就是電池發(fā)生熱失控導(dǎo)致自燃。
10月31日,國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局透露,據(jù)掌握的輿情信息顯示,2018年已發(fā)生新能源汽車(chē)起火事件40余起。截至目前,市場(chǎng)監(jiān)管總局已組織缺陷產(chǎn)品管理中心啟動(dòng)新能源汽車(chē)缺陷調(diào)查10起,會(huì)同相關(guān)部門(mén)開(kāi)展火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查5次,督促相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施召回5次。其中,召回涉及5個(gè)企業(yè)24個(gè)車(chē)型的3.56萬(wàn)缺陷車(chē)輛,缺陷原因多為電控和機(jī)械故障。
實(shí)際上,未對(duì)外披露的數(shù)據(jù)涉及面可能更多。
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%
當(dāng)前在中國(guó)生產(chǎn)動(dòng)力電池企業(yè)很多,電池企業(yè)間電池生產(chǎn)質(zhì)量管控水平參差不齊。王子冬認(rèn)為,今年新能源汽車(chē)著火事故當(dāng)中很多是因?yàn)槟芰棵芏忍岣哌^(guò)快導(dǎo)致的。
王子冬表示,動(dòng)力電池安全性是一個(gè)敏感的話題,又是一個(gè)不能回避的話題。我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)經(jīng)過(guò)十年的積累,已經(jīng)有了非常大的提升,但仍存在一些問(wèn)題,尤其是電池技術(shù)這些年沒(méi)有明顯的進(jìn)步。電池能量密度越高,安全性越差,很多人希望電池能量密度增加,同時(shí)安全性也保持同樣的水準(zhǔn),這本身就是矛盾的,我們只能在矛盾體中盡量追求一種平衡。
“現(xiàn)在說(shuō)要提高電芯能量密度,但科學(xué)上有很多工作和難題要解決,在沒(méi)有徹底解決的情況下,我們急著提高能量密度,就顯得有點(diǎn)操之過(guò)急了。目前三元鋰電池理論的能量密度的極限在350Wh/kg-400Wh/kg左右,這里還有很多工程問(wèn)題需要解決。如果沒(méi)有在新材料上的突破,電池比能量可能在300Wh/kg-400Wh/kg之間徘徊。只有在實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)突破的前提下,才能實(shí)現(xiàn)將單體電芯能量密度提高到500Wh/kg,才有可能將電池組能量密度提升至260Wh/kg以上?!?/p>
王子冬表示,一些整車(chē)企業(yè)盲目提高動(dòng)力電池能量密度去迎合補(bǔ)貼政策,而在動(dòng)力電池安全性驗(yàn)證上重視不足,這成為了誘發(fā)起火事件的潛在因素。
電池的安全性體現(xiàn)在7個(gè)方面,電芯制造過(guò)程中、電池組集成過(guò)程、儲(chǔ)存過(guò)程中、運(yùn)輸過(guò)程中、使用過(guò)程中,主要跟充電有關(guān)、回收過(guò)程中及材料提煉過(guò)程中。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)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(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
為了追求更高的能量密度,電池內(nèi)部需要更多的活性物,有空間壓縮的只剩隔膜的厚度了?!艾F(xiàn)在很多企業(yè)在追求更高的單體和系統(tǒng)能量密度,為了保障更多的能量供給,正負(fù)極的電解液都不能少,只能去壓榨膈膜厚度。以前的鋰電池隔膜厚度有40微米,現(xiàn)在僅有12微米左右,這層薄膜一旦破損,后果很?chē)?yán)重。”王子冬如是說(shuō)。
了解電池原理的都知道,電池充電的時(shí)候,在電池負(fù)極表面會(huì)大量產(chǎn)生鋰晶,大電流充電會(huì)加速這種鋰枝晶的生長(zhǎng)速度,枝晶持續(xù)增長(zhǎng)最終會(huì)把隔膜刺破導(dǎo)致電池內(nèi)部短路,從而引發(fā)電池內(nèi)部的熱失控,引發(fā)電池自燃。
王子冬表示,各種材料的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用都需要在1-2年,甚至更長(zhǎng)。目前國(guó)家一年調(diào)整一次系統(tǒng)比能量密度的做法與動(dòng)力電池系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期不協(xié)調(diào),帶來(lái)的結(jié)果就是無(wú)法充分驗(yàn)證,導(dǎo)致了著火事故的頻發(fā)。
客觀地說(shuō),這些年動(dòng)力電池產(chǎn)品質(zhì)量雖然提升了,國(guó)內(nèi)的電池性能也與國(guó)外縮小了差距,當(dāng)前,影響中國(guó)發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的難點(diǎn)主要是成組技術(shù)及必須的電池安全管理系統(tǒng)。
對(duì)于新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展建議王子冬總結(jié)了4點(diǎn),第一,新能源產(chǎn)業(yè)存在很大的泡沫,產(chǎn)能過(guò)剩。第二個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和匹配需要系統(tǒng)好好配合。第三,解決好動(dòng)力電池與電動(dòng)車(chē)一體化的問(wèn)題,加強(qiáng)產(chǎn)品的全面測(cè)試。第四,要加快動(dòng)力電池回收能力。
汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)下,動(dòng)力電池安全將成為全行業(yè)的關(guān)注點(diǎn),如何在電池成本不斷降低、能量密度等指標(biāo)不斷提高的下保證電池的質(zhì)量安全,將成為未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)車(chē)企和動(dòng)力電池企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。