鉅大LARGE | 點擊量：535次 | 2022年03月22日
動力鋰離子電池安全問題要怎么處理？
今年，電動汽車的安全問題有點兒多。
依據國家市場監(jiān)督管理總局的數據，2018年國內至少發(fā)生40起涉及新能源汽車的火災事故，今年四月起，又接二連三發(fā)生電動汽車起火冒煙事故，動力鋰電池安全性是一個敏感的話題，又是一個不能回避的話題。
近日，我國動力鋰電池創(chuàng)新聯盟副秘書長、我國電動汽車充電基礎設施充電聯盟副秘書長王子冬在首屆我國國際電動汽車安全技術創(chuàng)新大會上對電動汽車安全性問題進行了多維度剖析。他認為，動力鋰電池在材料上沒有分明技術沖破前，比能量發(fā)展到一定水平后，就很難再有進一步的沖破。與此同時，在安全性方面的負面影響卻越來越大。在沒有掌握鋰離子電池起火規(guī)律之前，把控能量密度與安全性和長壽命的平衡關系是不能忽視的問題。
我國動力鋰電池創(chuàng)新聯盟副秘書長、我國電動汽車充電基礎設施充電聯盟副秘書長王子冬
動力鋰電池技術路線之爭
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%
這個問題由來已久，這也正是能量密度與安全性的博弈。
王子冬表示，“我們非得承認，電池包是一種含高能物質的部件，具有危險性的本質，而且，隨著電池比能量和比功率的提高，發(fā)生事故的危險性將增大?！?/p>
在鋰離子電池眾多的技術路線中，磷酸鐵鋰與三元的對決最為膠著。
磷酸鐵鋰安全性高、壽命長，但是能量密度不如三元高，但可以通過提高電池容量加以彌補，低溫性能差，重要是在小容量電池上低溫性能低，材料一致性也差。
三元電池能量密度高，一致性好，低溫性能好，但是安全性略差，循環(huán)壽命遠不如磷酸鐵鋰離子電池。
“當前，在我國磷酸鐵鋰離子電池具有最成熟的產業(yè)鏈，我們對相關范疇掌握的核心技術也比較多，而三元電池則以日韓為代表，相對更成熟一些?！蓖踝佣J為，這種技術路線的對決，更加有一種我國vs日韓的意味。
假如單從動力鋰電池本身的性能來評價，他列舉了10個維度：1．電池包的安全性、2．電池包的能量密度（而非單體）、3．電池包的循環(huán)壽命、4．電池包的成本、5．充電倍率、6．電池單體一致性、7．低溫性能、8．成組利用率、9．回收再利用的方便性、10．正負極材料可回收修復再利用。
作為一種能夠引領潮流的技術路線，在以上任何一個方面都不能有太過鮮明的缺點，要做到各方面的均衡才是一種具有可行性的路線，而不是某一個單一性能指標高，比如說能量密度。
因此從以上10個方面分解比較，在這場對決中，三元和磷酸鐵鋰慘烈廝殺，痛苦角逐，互有勝負，也有平手，在這10場對決后，王子冬個人裁判，給出一個簡單的最終結論：在乎安全性、能量密度要求不是很高的場合，首選磷酸鐵鋰離子電池。
動力鋰電池的天花板在哪里？
在王子冬看來，對提高動力鋰電池能量密度要有清醒的認識：能夠產業(yè)化的電動汽車用動力鋰電池的性能提高，不僅僅是正負極材料性能上要有幅度改進，同時在許多方面都要有比較大的沖破，才有可能實現動力鋰電池真正意義上的提高。
那么從產業(yè)化動力鋰電池的含義來說，國家提出的目標是：到2020年實現電動汽車充電一次可以跑400km，單體電池比能量達到：300Wh／kg（350）、600Wh／L（700）、0．6元／Wh，電池系統達到：220Wh／kg（260）、300Wh／L（380）、1．0元／Wh，循環(huán)壽命1500次（80％DOD）。
王子冬表示，從指標數據上看，要想實現這些指標難度還是比較大的。
目前國內動力鋰電池公司產品概況是：磷酸鐵鋰方面，規(guī)?；庸さ哪芰啃土姿徼F鋰動力鋰電池能量密度大致在140－180Wh／kg之間。三原材料方面，規(guī)?；庸さ挠糜诩冸婒寗拥娜龢O鋰離子動力鋰電池能量密度大致在180－260Wh／kg之間。
從技術角度推論，假如電池包比能量要達到260Wh／kg，按照10KWh／kg／100km的能耗計算，形勢400km的電動汽車40KWh電池包電芯重量不能超過99．5kg，電池包的總重量不能超過153kg，軟包裝電芯的比能量要超過402Wh／kg，難度可想而知。
由此可以推出，比能量達到350Wh／kg的電池（假如能做出來的話），要做成大容量（80Ah以上）的鋁合金硬殼動力鋰電池，這樣可以節(jié)省模塊化后占掉的重量，40KWh電芯總重量要控制在114．3kg以內，只能占電池包重量比74．7％，其余的鋁合金箱體（25kg）、熱管理系統（2kg）、連接件和固定件（11．7kg）等的總重量不能超過38．7kg，站電池包的重量比25．3％，電池包總重量才能不超過153kg，電池包的比能量才可以達到262Wh／kg。
“為何大家一提到高能量密度就想到軟包裝電池？從車輛工程的角度是看動力鋰電池系統的能量密度，而非單體電池的能量密度。從單體電池到模塊，再到系統集成，中間環(huán)節(jié)比較多，電池之間的連接件、模塊之間的連接電纜、箱體、固定架、支撐架、導熱結構等等，這些都會新增許多重量”，王子冬提出，要在系統能量密度、可靠性及安全性方面做優(yōu)化。
