鉅大LARGE | 點擊量:1163次 | 2019年07月09日
電池廠家能確保自己的動力電池絕對安全嗎?
電動汽車的時代已經(jīng)到來。
但無法令人滿意的續(xù)航里程,仍是電動汽車快速發(fā)展的最大障礙之一。
我國在《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中提出目標(biāo),2020年動力電池的能量密度達(dá)到300Wh/kg,2025年400Wh/kg,2030年500Wh/kg。在工信部頒布的《中國制造2025》中,又將這一目標(biāo)提高到了2025年400Wh/kg,2030年500Wh/kg。
然而,現(xiàn)有的材料體系與技術(shù),恐怖無法滿足人們對于高續(xù)航里程、高能量密度的殷切期望了。
鋰電池業(yè)界普遍認(rèn)為,當(dāng)前最高續(xù)航里程的三元鋰電池技術(shù)路線,其比能量密度上限是350Wh/kg。當(dāng)前各國都把賭注押在高鎳三元+硅碳負(fù)極材料上,但即使松下21700圓柱電池做到了鎳鈷鋁之比達(dá)到0.9:0.5:0.5的變態(tài)極限,單體電芯的比能量最高才做到300Wh/kg。
而隨著能量密度的不斷提升,鋰電池的安全隱患也隨之而來,各種類型電動汽車起火爆炸的事故屢見不鮮。
1、事故頻發(fā)
4月21日晚,在上海一所小區(qū)地下車庫內(nèi),一輛特斯拉Model S突然冒出白煙并起火,隨即引燃車庫內(nèi)數(shù)輛汽車。
于是,
代表全球電動汽車最高水準(zhǔn)的特斯拉,其事故率同樣也是最高的。初步統(tǒng)計,在全球范圍特斯拉S/X系列電動車已經(jīng)發(fā)生接近或超過50起,包括行駛、碰撞和充電導(dǎo)致的燃燒、自燃及爆炸事故。
代表中國電動汽車最高水準(zhǔn)(至少在價格上)的蔚來同樣不甘示弱。第二天,4月22日中午,在西安蔚來官方授權(quán)服務(wù)中心,一輛蔚來ES8在維修時起火。雖然沒引燃其它車輛,但自身算是燒毀了。
蔚來當(dāng)時正在維修,起火也許有其他原因。但特斯拉當(dāng)時并沒有在充電,車上也沒有任何危險易燃品,車主平時也不抽煙。上海特斯拉爆燃事故的車主表示,這輛爆燃的特斯拉,2016年剛剛購入,總里程才6萬多,維修不超過10次,多數(shù)是輪胎問題。
做為全球電動汽車第一品牌的特斯拉,仍無法確保安全,無故發(fā)生火災(zāi),更遑論其他車商。
更郁悶的是,事故發(fā)生后,特斯拉車主打電話給保險公司,但保險公司表示不予理賠,車主說:“我是第一時間打電話給我的保險公司,他們是直截了當(dāng)?shù)木芙^,說這個應(yīng)該是不賠?!?
雖然從絕對數(shù)量上來說,電動汽車自燃的事故數(shù)量絕對是沒有燃油車自燃的數(shù)量高,但是從整體概率來講,目前電動汽車的自燃概率是高于燃油車的。
值得注意的是,特斯拉和蔚來在動力電池的使用上有一個共同點,就是都選用的續(xù)航里程較高的三元鋰電池。
當(dāng)前,大多數(shù)品牌的電動汽車都出現(xiàn)過自燃情況,尤其使用三元鋰電池的汽車廠商。
2、安全第一
過去幾年來,三元鋰電池因其高能量密度、行駛里程遠(yuǎn)等特性,在動力電池江湖中傲視群雄,市場份額節(jié)節(jié)攀升。
2019年一季度,國內(nèi)動力電池裝機(jī)量約12.31GWh,同比增長182.6%。三元電池裝機(jī)量9.21GWh,占比達(dá)74.8%,較上年同期增長了近10個百分點。
三元鋰電池,一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2,NCM)或鎳鈷鋁(NCA)三元正極材料的鋰電池,把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進(jìn)行不同的調(diào)整,所以稱之為“三元”。
在當(dāng)前市場上,已經(jīng)形成了以提高能量密度為首要指標(biāo)的“慣性思維”,鎳鈷錳的比例在不斷提高,從333、523、622到811。連國內(nèi)動力電池巨頭比亞迪也在順應(yīng)市場,生生把傳統(tǒng)磷酸鐵鋰技術(shù)路線,轉(zhuǎn)移到三元鋰電池上來。
然而,雖然動力電池的能量密度在不斷提高,但危險性也在不斷增加。
中國工程院院士楊裕生曾發(fā)表了一篇署名文章,旗幟鮮明的反對大力發(fā)展三元鋰電池,應(yīng)重視磷酸鐵鋰電池發(fā)展。
楊裕生表示,電池充放電時,會生成熱量,達(dá)到一定溫度時,正極上的氧化劑與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),大量的化學(xué)反應(yīng)熱會造成熱失控,從而產(chǎn)生大量氣體,導(dǎo)致氣壓升高、電池破裂,繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。
使用熱失控溫度越低的正極材料,電池的安全性越差。三元鋰電池?zé)崾Э販囟炔蛔?00℃,尤其是三元材料在達(dá)到一定溫度時還會分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧,即使在沒有外界氧氣供應(yīng)的情況下,電池內(nèi)部就“完整地具備”燃燒三要素。這也是三元鋰電池起火后,火勢蔓延迅速且難以撲滅的原因。
而磷酸鐵鋰電池里的氧能被牢固地束縛在磷酸根中,很難成為助燃劑,磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度要高得多,其安全性高得多。楊裕生說:“從過去發(fā)生燃燒的電動汽車案例來,三元電池的占比最大。在同樣條件下,三元電池要比磷酸鐵鋰電池危險的多?!?
發(fā)展電動汽車,安全應(yīng)該是首先要被解決的問題。過度追求高能量密度、高續(xù)航里程、高科技含量,卻無法解決自燃問題,這樣的汽車生產(chǎn)商勢必不會長久。
遠(yuǎn)景集團(tuán)首席執(zhí)行官張雷表示,隨著電動汽車的數(shù)量迅速增長,動力電池安全的問題會愈加突出,這個“灰犀?!本驮谖覀兊难矍?,影響我們每個人,每個家庭,包括孩子和大人。如果有地下車庫中有一輛電動車著火,整個地下車庫都可能進(jìn)入到不可控制的狀態(tài)。
正如楊院士所說,電動汽車的主要矛盾是安全性和續(xù)航里程的對立。安全性是主要的,續(xù)航里程是次要的,不可顛倒。任何事物都要分清它的主要矛盾,如果把主要矛盾和次要矛盾搞錯了,最后就要走彎路。