特斯拉電動(dòng)車是三元材料電池應(yīng)用的典型代表，安全性能否取得突破一直被質(zhì)疑。特斯拉電動(dòng)車盡管續(xù)航里程較大，但往往電池容量大意味著安全系數(shù)低。“電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程在400公里是一道檻。”8月21日，參加電動(dòng)汽車百人會論壇的中國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長董揚(yáng)向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示。
國內(nèi)對動(dòng)力電池，一直存在著磷酸鐵鋰電池和三元材料電池路線之爭，爭論的核心其實(shí)是，將續(xù)航里程還是安全性放在第一，或者兩者有沒有更好的結(jié)合點(diǎn)。“目前對于如何選擇電動(dòng)車技術(shù)路線存在多方爭論，但是還要看市場發(fā)展?fàn)顩r和需求。”董揚(yáng)說。
據(jù)工信部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2009以來，我國新能源(行情11.75 -1.43%,買入)汽車安全事故共31例，其中2015年以來發(fā)生17起，在這17起事故中有4起是電池系統(tǒng)的事故、有6起是相關(guān)部件的事故、有2起是充電系統(tǒng)缺陷引起的，當(dāng)然還有5起是違規(guī)改裝或者不當(dāng)使用引起的。截至2015年底，事故率達(dá)到0.17‰，高出世界平均水平一倍多。
超威集團(tuán)研究院副院長柯克表示：“特斯拉采用的是松下鋰電池，諸多業(yè)內(nèi)人士基本認(rèn)可其代表電池的標(biāo)桿，但是中國市場與其他國家不同，在中國為了降低初期成本，盡量使用較小的電池，并且過度消耗電池壽命。因此對動(dòng)力電池企業(yè)來講，中國市場是世界最具挑戰(zhàn)的市場。”
電池管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)將出臺
在中國的電池體系中，磷酸鐵鋰是相對安全，但是能量密度偏低，近年逐漸被高能量密度的三元材料電池取代，不過，三元材料電池安全性有待考驗(yàn)。
據(jù)測試機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)有的動(dòng)力電池系統(tǒng)中，單體電池的風(fēng)險(xiǎn)普遍存在，低風(fēng)險(xiǎn)包括漏液、變形、排氣，高風(fēng)險(xiǎn)包括火花、爆炸等情況。如果單體電池出現(xiàn)熱失控，三元材料電池比磷酸鐵鋰材料更容易出現(xiàn)火花。
三元材料電池的安全問題，也并非沒有解決之道。中國工程院院士陳立泉稱：“固態(tài)電池中不含可燃的液體電解質(zhì)能夠極大改善電池的安全性，這是我國鋰電池唯一的機(jī)遇，如果這個(gè)機(jī)遇錯(cuò)過了，下面要研究鋰硫電池、鋰空電池也就失去機(jī)會。”
目前國際上已經(jīng)有4000多輛法國Bellore公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車，搭載的電池是磷酸鐵鋰做正極，金屬鋰做負(fù)極，中間是聚合物的固態(tài)電池，叫PEO。但是早在2014年中國就已經(jīng)推進(jìn)了相關(guān)的研究工作，沒有取得突破性進(jìn)展。
陳立泉表示：“建議大力支持固態(tài)電池的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。希望在五年之內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”
電池單體是影響電動(dòng)車安全性的因素之一；另一方是電池系統(tǒng)，可能由于其整體設(shè)計(jì)缺乏合理性，各部件設(shè)計(jì)空間沒有統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致事故風(fēng)險(xiǎn)概率提升。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)查，國內(nèi)新能源零部件系統(tǒng)領(lǐng)域排行前10位的廠商，對于電池的模板和電池包之間的間隙大小沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在插接件、電纜等高壓電氣部件，以及電機(jī)控制器等整個(gè)系統(tǒng)安全防護(hù)方面也缺少合理、統(tǒng)一的規(guī)劃。
工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長李東表示：“國家已經(jīng)組織制定了電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，并且電動(dòng)客車安全條件即將發(fā)布實(shí)施。電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件、動(dòng)力電池的編碼、規(guī)格尺寸等標(biāo)準(zhǔn)正在編制、修訂，并且也要盡快出臺。與此同時(shí)，正在組織修訂新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品準(zhǔn)入規(guī)則，擬大幅度提高企業(yè)的研發(fā)能力和生產(chǎn)條件要求，提高性能和安全的要求。”
多路線并進(jìn)更保險(xiǎn)？
公共交通體系和新能源客車始終是政府推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)品的重要切入點(diǎn)。截止到2015年底，全國新能源公交車輛達(dá)到8.6萬輛，同比增長136%，其中純電動(dòng)車3.6萬輛，同比增長3.9%，全國共有純電動(dòng)出租汽車7000多輛，同比增長72%，增幅比較大。其中，磷酸鐵鋰和三元鋰電池是主要電池路線。
今年年初1月14日，工信部發(fā)布《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》，其中未見三元系電動(dòng)商用客車，未進(jìn)入《目錄》的車型將無法享受政府補(bǔ)貼，及免購置稅的政策優(yōu)惠。有業(yè)內(nèi)人士分析稱，這對車廠積極性造成很大影響。
發(fā)展高能量密度動(dòng)力電池體系已經(jīng)成為國際主流趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，三元材料電池目前占全球鋰離子電池市場的80%以上，并且高能量密度是我國“十三五”規(guī)劃動(dòng)力電池的核心技術(shù)指標(biāo)之一。這也是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程，仍未滿足市場需求所推動(dòng)的必然結(jié)果。
對此，柯克表示：“我們采用的是多條技術(shù)路線并行，這里面包括了材料體系，也包括了產(chǎn)品的規(guī)格和型號。”
在保證安全性基礎(chǔ)上，提高續(xù)航里程是動(dòng)力電池的核心追求目標(biāo)。三星SDI株式會社副社長鄭世雄稱，三星SDI通過探求潛在的新一代材料，正在開發(fā)新一代電芯課滿足800km續(xù)航里程要求。
事實(shí)上包括韓國三星SDI以及LG等動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)，走的是三元材料電池路線。但是，這并不意味著，未來就將絕對是三元鋰電池統(tǒng)領(lǐng)天下，電池行業(yè)一向是一代材料一代技術(shù)，整個(gè)行業(yè)一直并沒有停止對新材料和新技術(shù)的挖掘，更高的能量密度和更安全的性能永遠(yuǎn)是企業(yè)試圖平衡的兩大命題。
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