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動力鋰離子電池安全瓶頸期:過度追求比能量導(dǎo)致熱失控

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年08月21日  

九月二十日,在杭州舉辦的全球?qū)沓鲂写髸希嚇I(yè)內(nèi)對目前的電動汽車安全問題進行了深入分解。據(jù)不完全統(tǒng)計,今年,僅公開報道的電動汽車起火事件就高達近20起。


我國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高認為,電動汽車起火事故緊要是產(chǎn)品質(zhì)量問題。產(chǎn)品質(zhì)量問題就是指產(chǎn)品在設(shè)計、制造、驗證、使用過程中沒有嚴格遵守相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范,緊要包括三類:第一是電池產(chǎn)品探測驗證不足;第二是車輛使用過程中可靠性變化;第三是充電安全管理技術(shù)有問題。


動力鋰離子電池問題是電動汽車起火緊要誘因。歐陽明高表示:“近些年,國外電動汽車起火的原由緊要源于碰撞,而國內(nèi)電動汽車起火緊要有幾個特點:一是以三元電池為主,數(shù)量超過一半;二是以圓柱形電池為主,因為這種類型電池是鋼殼,包裹得比較緊,一旦發(fā)生熱失控就會爆炸;三是充電失火的事故占比比較大。”


過去幾年,在國家大力扶持下,新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了快速發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示,去年,新能源汽車加工了79.4萬輛,產(chǎn)量已占到當年汽車總產(chǎn)量的2.7%,近五年年均復(fù)合上升率達130%,繼續(xù)三年的產(chǎn)銷量居前列,占全球市場保有量的50%以上。今年前八月,新能源汽車的產(chǎn)銷分別完成了60.7萬輛和60.1萬輛,同比分別上升75.4%和88%。


行業(yè)內(nèi)權(quán)威人士提醒,在取得成就的同時,也要清醒地看到我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)還不牢固。工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副司長羅俊杰提到:“目前國內(nèi)動力鋰離子電池綜合性能仍需提升,從資源開發(fā)到回收利用等全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展還不夠平衡,安全等問題使我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在將來一段時間內(nèi),仍處于‘爬坡過坎’的階段。”


過度追求補貼


通過對事故的調(diào)查分解,多位專家認為,電池?zé)崾Э厥瞧鸹鸬闹饕颍驗楫旊姵剡_到一定溫度時,電池就會出現(xiàn)連鎖的放熱反應(yīng),溫度快速上升,最高的速度可達到每秒鐘溫升接近1千度。


引起熱失控的原由有多種,電池組本身溫度不平均,局部區(qū)域溫度高,過充過放、外短路、內(nèi)短路等原由都會放熱,此外還有機械原由,如進水、密封不好、碰撞等等。記者了解到,一般情況下,電池放電到一定程度后不會熱失控,熱失控一般都是在滿電狀態(tài),所以充電的時候容易引起熱失控。從車型來看,發(fā)生事故的車輛緊要是舊車型,電池能量密度并不高。


和往年相比,今年電動汽車起火事件更加頻繁,一些公司為了盡快拿到補貼,開始降低加工標準。同時,很大一部分公司并沒有建立公司內(nèi)部的電池安全探測標準,部分公司甚至沒有電池安全探測的能力,加工出來的電池質(zhì)量參差不齊。


歐陽明高表示:“目前電池產(chǎn)品探測驗證不足。由于補貼退坡的政策周期是一年一次,總體來看與產(chǎn)品的開發(fā)周期不是很匹配,有些公司盲目地追求高比能量,縮短了探測驗證的時間。為了縮短開發(fā)周期往往首選物理的改進辦法,比如把電池活性材料增厚,隔膜減薄,這樣電池比能量會上升,但是安全性能會下降。”


除了電池本身,電動汽車在充電的過程中也容易起火。“bMS的廠商和充電機的廠商沒有嚴格的執(zhí)行新頒布的國家標準。正常情況下,電池管理系統(tǒng)對充電有很好的斷電功能,但很多公司目前并沒有嚴格執(zhí)行功能安全的規(guī)范,即ISO26262《道路車輛功能安全》規(guī)范,比如充電繼電器的粘連應(yīng)當有診斷功能,但有的公司為了節(jié)省成本就沒有裝載,電池管理系統(tǒng)與充電樁也沒有裝備合格的絕緣測試裝置。”歐陽明高表示。


技術(shù)推廣不宜過快


依據(jù)我國新能源汽車動力鋰離子電池比能量發(fā)展的趨勢,很快就會向300瓦時/公斤的高比能量電池邁進,這就是所謂的高鎳三元811電池,將很快進入市場,同時,它們也比原來的電池面對更高的安全技術(shù)要求。


針對國家提出的產(chǎn)業(yè)化目標,即2020年單體達到350瓦時/公斤,系統(tǒng)260瓦時/公斤,循環(huán)壽命2000次。多位專家認為,要求偏高,不宜強行推行,此外還提議補貼政策要符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律,對能量密度的提升不宜過快、不宜更改過頻。


歐陽明高表示:“電池安全是電池技術(shù)革命性沖破的第一重點,也是純電動汽車性能提升的第一關(guān)鍵,電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展越往后期,電池安全就越變成一個瓶頸技術(shù),比如十分鐘充300公里以上的快充技術(shù),電池電壓從300V提高到600V甚至800V,這些都與安全相關(guān),也是今后純電動汽車競爭的主戰(zhàn)場。可以說安全是電動汽車可繼續(xù)發(fā)展的生命線,要全面提升現(xiàn)有鋰離子動力鋰離子電池系統(tǒng)安全技術(shù),全力沖破新型固態(tài)電池技術(shù)。”


對此,英飛凌科技汽車電子事業(yè)部副總裁徐輝說:“我認為電動汽車起火是一個行業(yè)發(fā)展的過程,我們不能過度地去強調(diào)因為某一輛車發(fā)生自燃現(xiàn)象,就斷定整個技術(shù)不安全。在發(fā)展過程中,公司應(yīng)當更多去做一些試驗和驗證。同時,我認為標準也很緊要,個人更希望政府的法律法規(guī)從整車分布到各個零部件,當然目前新能源車還沒有達到傳統(tǒng)燃油車的技術(shù)程度,所以大家都要去參與到這個過程中,更快地讓體系能夠完善。”


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