安全性是先进性的前提 新能源汽车电池升级“在路上”

安全性是先进性的前提 新能源汽车电池升级“在路上”

最近,比亚迪正式发布新一代动力电池产品“刀片电池”,在行业内引起广泛关注(www.wsone.cn)。

比亚迪宣称,“刀片电池”通过独特的结构设计,克服了传统磷酸铁锂电池能量密度低的劣势,同时兼具超强安全性以及长寿命、长续航的优势。

“从电池的安全性、体积能量密度以及成本三个方面,‘刀片电池’都具有比较好的优势。” 中科院院士、清华大学教授欧阳明高如此评价。

新产品强调安全多于续航

比亚迪透露,搭载“刀片电池”的新能源汽车续航里程可达600公里,将于今年6月投产上市。但这家公司似乎并未过多强调其续航性能,而是尤其强调其安全性。

比亚迪股份有限公司副总裁何龙介绍,“刀片电池”采用磷酸铁锂材料,这种材料具有4大优势:放热反应的启动温度高,材料在500℃以下都很稳定;放热慢;产热少;分解时不释放氧气,减少了燃烧风险。

对于其安全性能,何龙表示,“刀片电池”通过了电池行业公认最严苛的针刺测试。这种测试要求用一根直径3至8毫米的钢针刺穿电池,观察电池是否着火、爆炸。发布会展示的测试视频显示,“刀片电池”被刺穿时,结构完整稳定,未出现任何起火冒烟现象。

“电动汽车的安全性是电动汽车发展的一个重要方面,也是电动汽车先进性的一个重要体现。根据一些市场调查,电动汽车的安全性也是客户选择电动汽车时考虑的一个主要因素。”欧阳明高说,新能源汽车的安全事故有各种各样的原因,电池是造成电动汽车安全事故的重要原因。

欧阳明高介绍,电动汽车的电池安全,一般称为电池热失控。当电池温度升高到一定程度时,会引发一系列电池内部的副反应。这些副反应大多都是放热的,当放热速率急剧增大,温度急剧升高,就会出现热失控,并引发燃烧、喷发等安全事故。

“针刺实验应该说是非常有效的,也是非常严酷的一种热失控的测试方法。” 欧阳明高说。对于“刀片电池”在针刺试验中的表现,他用“优异”来评价。

欧阳明高认为,其背后有两个原因:一方面,“刀片电池”是长条形电池,散热面积比较大;另一方面,短路的回路比较长,产热能力下降。这两方面使它的温升速率比较小。

能量密度追求加剧安全隐患

“刀片电池”对安全性能的强调,与新能源汽车动力电池领域的路线之争不无关系。

“几年前,在乘用车动力电池领域,三元锂电池和磷酸铁锂电池的路线之争,以磷酸铁锂电池暂时偃旗息鼓而告一段落。”比亚迪集团董事长兼总裁王传福说,磷酸铁锂电池天生安全性高,但能量密度相对较低,从而被能量密度高,但天生热稳定性差的三元锂电池抛在身后。

在王传福看来,在新能源乘用车领域,许多企业陷入对续驶里程的攀比之中,这种攀比的压力会转嫁到动力电池生产,让行业对动力电池的能量密度产生非理性的追求。

“坦白讲,正是对电池能量密度不切实际的追求,带偏了动力电池行业的发展路线。” 王传福说,过去几年因为电池行业不同企业的技术及品控水平参差不齐,再加上三元锂材料本身的特点,电动车的自燃甚至爆燃的事件明显增多,将高能量密度的三元锂电池的安全问题暴露无遗。

北京理工大学副教授、新能源汽车国家大数据联盟副秘书长刘鹏近日在一份演讲报告中指出,在全国新能源汽车安全事故中,电池问题依然是着火事故的主要原因。

技术创新将催生更多产品

“刀片电池”只是新能源汽车电池不断更新迭代的一个缩影,技术创新会在动力电池领域催生出更多令人眼前一亮的产品。

谈到未来新能源汽车电池的发展趋势,欧阳明高认为,首先是进一步在电子材料和电化学体系方面进行创新,比如从有机的、可燃的电离发展到无机的、不可燃的固态电解质;二是朝智能化方向发展,比如智能制造、智能控制、自动回收等,充分利用信息技术和人工智能技术,发展智慧电池;三是在设计和产品工程方面进行创新,“‘刀片电池’就是一个非常好的例子”。

“安全、长寿命、长里程、减少对稀有资源的依赖,是我们对未来电池发展的一个展望。” 王传福说,未来电动车大规模替代燃油车的过程中,新能源汽车电池必须具备几个特点。

王传福认为,就是安全和健康。没有安全就没有品牌,也没有这个行业,因此未来的汽车电池必须首先保证高安全性。此外,长续航、长寿命也是未来电池所必须遵循的。

王传福特别提到了减少对稀有资源的依赖。他分析说,中国的很多金属资源比较少,比如钴、镍,锂金属资源“还算不错”。“手机电池毕竟容量很小,但电动车的电池很大,一个电动车的电池都是几百公斤。”王传福说,如果每一辆燃油车都被电动车替代,而地球上没有那么多金属和材料,这也不可取,因此一定要减少对稀有金属的依赖。

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