鉅大LARGE | 點擊量：616次 | 2019年06月25日
你想了解的動力電池知識
隨著電動汽車的快速發(fā)展，產(chǎn)品核心動力電池也成為了熱門的話題。動力電池安全性如何保障；如何判斷其穩(wěn)定性；又應如何進行梯次利用與回收？一系列問題也都成為了社會所關注的重點。但面對問題，似乎并沒有權威聲音給我們一個清晰的答案。
此次搜狐汽車·E電園受邀參加了由電動汽車百人會在青海西寧舉辦的“中國(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動力電池國際高峰論壇”，在論壇上，我們有幸和多位專家與業(yè)內人士進行了溝通，針對消費者們關注的幾大問題，得到了權威的答復。就讓我們?yōu)槟灰坏纴怼?/p>
[·1.電池的自燃與防控]
首先，中國科學院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高針對電動汽車頻發(fā)的自燃問題為我們進行了解答。
歐陽明高
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%
動力電池安全本質就是“電池熱失控”。而導致“電池熱失控”的原因則分為機械原因與電的原因。歐陽明高為我們揭示了三種熱失控觸發(fā)機理：負極析活性鋰，內短路與正極釋活性氧。
基于這三種熱失控機理，研究院研發(fā)了四方面的動力電池熱失控主動安全防控技術，分別是：“電池充電析鋰與快充控制、電池內短路與電池管理、單體電池熱失控與熱設計和系統(tǒng)層面的電池系統(tǒng)熱蔓延與熱管理?！蔽覀儗褜W術名詞生活化，為您逐一說明。
I.通過近期發(fā)生的充電事故的分析，我們發(fā)現(xiàn)不當?shù)目焖俪潆娀蜻^充引發(fā)了電池析鋰（過度快充導致電池發(fā)生不可逆損傷），導致熱失控溫度大幅度下降，從219℃下降到107℃，并導致電池自然。而通過技術分析，我們已可以進行最優(yōu)充電的控制（將快充維持在一個不會損傷電池的速度）對電池進行快充。盡管一定程度上可能會導致充電速度減緩，但安全性洄游很大的提升。
II.關于電池內短路的影響因素分別有：“機械變形、擠壓、撕裂，隔膜破裂、過充過放、極端過熱”等。關于電池內部短路的控制要求較高，需要對動力電池進行全方位的監(jiān)控與預判測試，最終找到可能發(fā)生內短路的位置進行熔斷（通過監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)有可能發(fā)生內短路的位置，讓該區(qū)域的電池失去活性）。這也將是新一代電池管理系統(tǒng)的必備條件之一。
III.單體電池熱失控與熱設計則較為簡單，隔膜的耐熱的溫度不足與電池正極釋放氧氣是問題的引發(fā)原因。而改進辦法則包括“正極改性、負極改性、提升電解液的穩(wěn)定性、采用熱穩(wěn)定性高的隔膜?！保聪朕k法讓隔膜耐熱性提升、并提前阻斷正極釋放氧氣的可能性）
IV.最后一部分是電池系統(tǒng)的熱蔓延與熱管理。簡單講，這是汽車發(fā)生劇烈碰撞或底盤刺穿時突然發(fā)生的系統(tǒng)性熱失控事件，也是最危險最難解決的問題。如今國際上對于這一部分的判斷尚無明文依據(jù)。在新電池體系中，把隔熱和散熱兩者結合起來抑制熱蔓延，可以有效緩解事故的發(fā)生。
最后做一下總結：熱失控包括誘因、發(fā)生和蔓延三個過程，誘因主要有兩個，一是過充、快充、老化電池、低溫充電等導致的析鋰（電池不可逆的損傷），二是各種原因導致的內短路。從系統(tǒng)本身安全性和材料體系的角度，進行單體電池熱安全設計，在其他方法不可行的情況下進行熱失控蔓延的抑制。
面對問題，選擇更加具有穩(wěn)定性的正負極材料；提高硅的比例以解決快充問題；對電解液增加添加劑，用來阻礙正極失氧和負極析鋰都是接下來逐步解決電池不穩(wěn)定性的方法。對于我們消費者來說，生活中少用快充、多去主機廠做檢查或及時更新車載風控系統(tǒng)、出現(xiàn)事故第一時間遠離現(xiàn)場等待支援都是避免人身安全問題的理智做法。
[·2.為何購買的新能源汽車的電池衰減不少廠家卻不給換？]
由于國家沒有出臺統(tǒng)一的電池質保政策，如今市面上的新能源汽車或多或少都出臺了自己的“電池質?！闭?。針對相似的“N年內出現(xiàn)80%的電池衰減即免費為車主更換電池”的政策，各大車企說的誠懇，售后時卻有自己的一套檢測理論，什么“腳法不對、不能開空調、負重過大”等原因紛至沓來，讓電動車車主們叫苦不堪。
與復雜的電池自燃與預防不同，企業(yè)對電池衰減的檢測“玩貓膩”的主要原因就是經(jīng)濟效益問題。與會專家表示：“車企不愿意為顧客更換續(xù)航衰減較嚴重的產(chǎn)品的主要原因除了更換電池的成本較高，還因為拆解下來的動力電池在梯次利用與回收方面有著較大的困難與阻礙?！倍捎谌鄙俜蓷l文，因為續(xù)航衰減而將車企訴諸法庭的行為也難以達到效果。
預估未來動力電池價格
一款電池占據(jù)了整車成本的三分之一乃至一半，對電池進行一次更換就意味著車企賣出的這輛車是負利潤。盡管業(yè)內人士提及未來的電池成本將會隨著能量密度提升而降低，通過技術進步做到0.9元/Wh乃至0.7元/Wh的售價應該也沒有太大問題。但隨著能量密度的提升將遇到瓶頸，電池的售價也將維持穩(wěn)定。廠家為了實現(xiàn)盈利，為消費者更換電池可能是個大難題。
[·3.動力電池的梯次利用與回收情況也不容樂觀]
除了電池成本高，車企對電池的回收再利用也頗為頭疼。展開與電池回收企業(yè)間的合作不可避免。盡管在電池梯次利用與回收方面我國發(fā)展較為順暢，但也缺少明確的行業(yè)規(guī)范。簡單舉例，一款電池的降解回收，就能至少有四種方法。
國內主要回收工藝
如今研發(fā)動力電池的產(chǎn)業(yè)很完整，但誰來處理、如何處理“退役”的動力電池卻仍然處于一個“權責不明”的情況中。盡管2018年2月6日國家出臺了退役動力電池的回收政策，工信部等七部委聯(lián)合發(fā)布了新能源汽車回收管理辦法，明確規(guī)定汽車生產(chǎn)企業(yè)將承擔動力蓄電池的回收責任，并與上下游企業(yè)共建共用廢舊電池回收渠道。但現(xiàn)如今主機廠們正面臨一個尷尬的處境：廢舊電池的所有權在車主手中，而電池回收又并非車企的專攻方向（98%的電池回收都由不專業(yè)的4S店進行儲存），與回收企業(yè)合作則面臨著較高的服務價格。所以諸如北汽等公司正開始逐步建立自家的電池梯次利用與回收公司，用以控制成本。
動力電池報廢量預估
與電池回收企業(yè)的合作是大勢所趨，但符合條件的企業(yè)卻又寥寥無幾，據(jù)北京賽德美資源再利用研究院有限公司董事總經(jīng)理趙小勇表示：盡管市面上注冊的進行鋰電池回收的企業(yè)已經(jīng)有300多家，但真正具備環(huán)保驗收能力的也只有三四十家。根據(jù)中汽中心的保守估計，2019年預計的退役電池預測是5.35GW/h。最為中國最大的電池梯次利用與回收公司，中國鐵塔公司也只能做到1.5GW/h。其他的小公司們能否將剩余部分解決，令人擔憂。
誰來處理是個問題，怎么處理也是個問題。當下電池回收與梯次利用的痛點問題有五點：
1.傳統(tǒng)技術處理電解液、隔膜時，主要是采用低溫焚燒的方式，產(chǎn)生大量的含氟氣體，有可能造成大氣污染。
2.第二是酸、堿浸泡后的金屬廢渣堆積掩埋，存在土壤、水體污染風險，同樣不符合環(huán)保要求。
3.第三點是交通部規(guī)定鋰電池需按第九類危險品進行運輸，在新能源汽車集中發(fā)展的一、二線城市，無法通過環(huán)評，項目也無法落地，傳統(tǒng)技術企業(yè)，與目前新能源汽車發(fā)展聚集地區(qū)距離較遠，運輸風險較高，運輸成本較大，也不符合就近處理的試點方案原則。
4.第四點，由于磷酸鐵鋰電池內只有少量鋰金屬，對于傳統(tǒng)技術而言，在目前碳酸鋰價格低迷的情況下，回收其中鋰金屬，經(jīng)濟上又不可行。
5.第五電，現(xiàn)在動力電池處理企業(yè)在收到退役動力電池包之后會進行梯次利用智能化拆解和快速化檢測，但是現(xiàn)在電池包包括電池的不規(guī)范，所以很難做到智能化的拆解，電池回收公司對電池產(chǎn)品的處理提不起興趣
動力電池回收流程
在2018年，我國在全球動力電池出貨量前五名有兩家企業(yè)，分別是排名第一的寧德時代和第三的比亞迪，但龐大的電池出貨量在未來將如何處理，是眼下就要籌劃的事情。雖然新能源汽車市場發(fā)展勢頭良好，但隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的隱憂也不能忽略。
總結：在本次青海西寧舉辦的“中國(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動力電池國際高峰論壇”上，我們注意到動力電池的能量密度研發(fā)已接近瓶頸，而動力電池的安全、穩(wěn)定性和回收/梯次利用等方面卻仍然有很多問題亟待解決。令人欣慰的是，在會場上無論是政府、企業(yè)還是非營利組織和高校都在努力嘗試協(xié)作解決困難，甚至在會場上對一些話題展開激烈的討論。也期待著國家有更多健全的法律法規(guī)出臺，為新興行業(yè)的發(fā)展保駕護航。
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