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三元與磷酸鐵鋰之爭是必要的,并不能否定三元材料

【第一電動網(wǎng)】(特約作者 安富強(qiáng))這幾天很多同行朋友在熱議工信部在百人會上的發(fā)言-“… …工信部將組織開展對三元鋰電池的風(fēng)險評估,在評估完成前,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”,讓前幾天撲面而來的新聞坐實(shí)了,大家都在爭議官方不應(yīng)該下次結(jié)論,從行政上對技術(shù)的發(fā)展劃定一道溝壑。本人僅從技術(shù)的角度分三個層次辯證地來闡述一下自己對此的看法,回應(yīng)同行的訴求。

三元與磷酸鐵鋰之爭是必要的,并不能否定三元材料

一.電池系統(tǒng)安全性與電芯的關(guān)系

純電動車的安全事故基本都是由于動力供給系統(tǒng)-電池系統(tǒng)引起的。但電池系統(tǒng)的安全失效不僅僅是由單體電芯引起。作為一個由單體電池,電管理系統(tǒng),熱管理系統(tǒng),機(jī)械零部件綜合組成的復(fù)雜系統(tǒng),其中機(jī)械連接的穩(wěn)定性會帶來熱和電阻的不均勻性,可導(dǎo)致電池之間局部過熱或一致性變差;電管理和熱管理不僅涉及電池的安全使用(過壓,欠壓),同時也涉及熱的不一致帶來的電池不一致,在這種情況下如果電管理失效,可導(dǎo)致熱失控,即我們經(jīng)常說的熱電一體化設(shè)計(jì),熱電耦合課題。

所以,電池系統(tǒng)安全性與電芯安全性之間是充分非必要關(guān)系,而非充要關(guān)系。

二.電芯的安全性失效因素

電芯的安全失效的可能原因有內(nèi)短路和濫用(包括外部撞擊),但絕大多數(shù)是由內(nèi)短路引起的(在現(xiàn)有公開的電動車安全事故分析中雖然公開原因不提及此,但不可否認(rèn)這是主要因素)。而內(nèi)部短路與體系是沒有任何關(guān)系的,主要取決于電池的制成控制。對制成控制的管理恰恰是國內(nèi)落后于國外的關(guān)鍵所在,也是以后精細(xì)化發(fā)展必須要提高的一個短板。

制成控制不好,不僅可能引起內(nèi)短路,同時可帶來電池一致性的問題。一致性問題反過來會由于電池系統(tǒng)電管理的“突發(fā)”問題引起整個系統(tǒng)的失效,即制成是根本,一致性與安全也是串聯(lián)的影響關(guān)系。

三.材料的安全性與電池安全性的關(guān)系

關(guān)于材料與電池的安全性關(guān)系,專業(yè)人士都很熟悉的三張圖:電池的熱失控步驟圖, 材料的DSC /ARC圖和電池的ARC圖(省略),清晰地看出電池的安全性與材料的安全性之間是充分非必要關(guān)系,而不是充要關(guān)系。但恰恰是材料的DSC圖成為大家詬病三元不好的重要依據(jù)。我想在第一點(diǎn)里已經(jīng)提及它們的關(guān)系了。

四.三元電池和磷酸鐵鋰電池性能比較

在電池壽命方面,毋庸置疑磷酸鐵鋰的優(yōu)勢很大,這是現(xiàn)有技術(shù)下的共識。那么針對標(biāo)題我有個發(fā)問:同等條件下,三元電池的產(chǎn)熱是否就一定高于磷酸鐵鋰?答案當(dāng)然是否定的,電池的產(chǎn)熱與電極的設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系,材料導(dǎo)電性的差異能夠通過電池的設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)。

而安全問題的根源是熱,除去內(nèi)短路和濫用帶來的影響,似乎看不出正常的發(fā)熱與材料有何直接關(guān)聯(lián)。

所以在安全性上,材料是前提,合理設(shè)計(jì)是基礎(chǔ),制成控制是核心,電池可靠管理是關(guān)鍵。

在安全性方面再謹(jǐn)慎一點(diǎn)也不為過,安全無小事,進(jìn)行充分論證也是必要的,希望這種論證能夠有更多的數(shù)據(jù)支撐,能夠引入更多技術(shù)工作者的高度參與。百花爭鳴,百花齊放,對行業(yè)健康發(fā)展才是有利的,對此我的建議是:

1、建立電池企業(yè)安全健康檔案:如在客車上出任何安全問題都應(yīng)該立即停止供貨,直至查明可信的問題根源并整改后方能放行;

2、嚴(yán)肅事故調(diào)查的過程和透明度,提高調(diào)查結(jié)果的公信力。調(diào)查不是淺嘗輒止,欲蓋彌彰;

3、逐漸建立電池企業(yè)品質(zhì)檔案:2015年可以說任何動力電池企業(yè)都不缺訂單,這勢必造成魚龍混雜,影響整個行業(yè)的健康發(fā)展,國家應(yīng)該逐步全面的評估電池企業(yè)的生產(chǎn)制備能力和品質(zhì)控制能力,給予整車廠必要的建議。

高歌猛進(jìn)的發(fā)展催生了很多管理不善的電池企業(yè),可以悲觀的預(yù)期,2016-2017年電動車安全事故發(fā)生頻率必然會有所增加,電動車的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

作者 系電池行業(yè)從業(yè)人員

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投稿郵箱:content@d1ev.com、yxh@d1ev.com

來源:第一電動網(wǎng)

作者:安富強(qiáng)

本文地址:http://autopag.com/kol/42008

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