電池技術(shù)路線之爭(zhēng)由來已久,三元材料動(dòng)力電池被單獨(dú)暫停用于新能源客車,立刻激起業(yè)內(nèi)廣泛爭(zhēng)議。2月26日,第一電動(dòng)網(wǎng)在北京舉辦“三元材料電池安全性之辯”沙龍,來自動(dòng)力電池、整車、科研等領(lǐng)域的精英代表共聚一堂,把脈動(dòng)力電池技術(shù)及市場(chǎng)發(fā)展。【點(diǎn)擊查看:三元材料動(dòng)力電池專題】
參與沙龍討論的嘉賓包括:中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍、伯坦科技創(chuàng)始人聶亮、北京波士頓電池技術(shù)有限公司高級(jí)總監(jiān)馬俊峰、北京佐思信息咨詢有限責(zé)任公司首席顧問佟子謙、俄羅斯圣彼得堡國(guó)立技術(shù)大學(xué)功能材料與新能源技術(shù)研究院王慶生、遠(yuǎn)東福斯特新能源有限公司銷售總監(jiān)譚浩海、比克電池研發(fā)中心副高級(jí)工程師宋華杰。第一電動(dòng)網(wǎng)CEO邱鍇俊擔(dān)任沙龍主持。
“三元材料電池安全性之辯”沙龍現(xiàn)場(chǎng)
三元材料電池是什么?使用現(xiàn)狀如何?為什么會(huì)引起大家對(duì)安全性的擔(dān)憂?在上半節(jié)的討論中,嘉賓各抒己見,但都否認(rèn)了單獨(dú)置疑三元材料安全性的結(jié)論。整體來看,汽車從燃油向電動(dòng)轉(zhuǎn)化的過程正在發(fā)生,而且速度非??欤械碾妱?dòng)汽車都面臨著必須管控好電池安全性的問題。
王慶生:“三元材料不安全”存在概念錯(cuò)誤
三元材料和磷酸鐵鋰等其他正極材料都各有利弊,但不存在安全和不安全之分。三元材料和磷酸鐵鋰等其他正極材料都有各有利弊,光拿材料說安全性太片面,材料在不同環(huán)境、結(jié)構(gòu)、體積、生產(chǎn)工藝等條件下有不同的應(yīng)用結(jié)果,這是一個(gè)很大體系的系統(tǒng)工程。我們要做的是發(fā)揮電池材料的優(yōu)勢(shì),屏蔽劣勢(shì)。
俄羅斯圣彼得堡國(guó)立技術(shù)大學(xué)功能材料與新能源技術(shù)研究院 王慶生
材料安全不安全不是從本身的物理指標(biāo)判斷,使用過程中怎么樣控制好和使用好是最重要的。三元材料本身的氧化放熱還原的溫度和磷酸鐵鋰有一定的差別,但是不代表著磷酸鐵鋰材料氧化放熱溫度高就是安全的,研究電池的安全性是從熱出發(fā)的,如果把電池本身設(shè)計(jì)產(chǎn)熱非常低,散熱又非常好,不論什么體積,用的什么材料,其實(shí)都是安全的。概念上的錯(cuò)誤導(dǎo)致了大家認(rèn)為三元材料不安全,磷酸鐵鋰也一樣存在著隱患,所以研究材料的安全性是在結(jié)合材料的物化指標(biāo),研究相配材料和產(chǎn)熱機(jī)理,散熱機(jī)理,而不是材料安全不安全,這個(gè)無(wú)從談起。
劉彥龍:三元鋰電池是未來的發(fā)展方向
動(dòng)力電池發(fā)展跟我國(guó)前期發(fā)展動(dòng)力電池的路線制定有很大關(guān)系,在十一五期間國(guó)家政府更多支持以磷酸鐵鋰為主,2013年-2015年間動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化速度加快,大家從國(guó)家政策的發(fā)展方向判斷,未來政策更多支持三元電池,因此有很多的企業(yè)把三元電池作為發(fā)展方向。2015年9月對(duì)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)的產(chǎn)能做了初步統(tǒng)計(jì),30多家企業(yè)到9月份建成的產(chǎn)能300多億瓦時(shí),除了少量的企業(yè)是三元之外,250億瓦時(shí)以上都是以磷酸鐵鋰為主,并且包括了后續(xù)還要擴(kuò)建的。
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍
從2015年動(dòng)力電池的應(yīng)用情況來看,規(guī)模達(dá)到200多億,70%以上為磷酸鐵鋰,尤其客車占的比重較大,乘用車更多往三元發(fā)展。但是2016-2020年的新能源客車補(bǔ)貼政策提出了Ekg的要求,促使客車企業(yè)向三元鋰轉(zhuǎn)移??傮w來看,三元鋰電池是未來的發(fā)展方向。
就材料本身而言,三元材料和磷酸鐵鋰材料發(fā)熱失控的時(shí)候,熱分解的溫度會(huì)有差異,三元材料的溫度更低一些,磷酸鐵鋰材料更高一些。另外,企業(yè)在做試驗(yàn)的時(shí)候,擠壓測(cè)試的結(jié)果是三元材料會(huì)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生更嚴(yán)重的結(jié)果,比如說很快燃燒爆炸,磷酸鐵鋰可能更多的是冒煙了。在生產(chǎn)工藝方面控制,盡可能在沒有達(dá)到熱分解溫度的時(shí)候就中斷,這樣有一些措施是可以控制事故的。材料本身存在一些特性,需要靠后期的制造、應(yīng)用方面采取多種的保護(hù)措施,使三元材料電池更安全。
馬俊峰:整車缺乏考慮熱管理方案
波士頓電池在之所以選擇三元鋰技術(shù)路線,因?yàn)殡妱?dòng)汽車有輕量化的發(fā)展方向,Ekg指標(biāo)已經(jīng)決定了要尋找高能量密度的技術(shù)路線。從現(xiàn)在看三元是相對(duì)來說可以量產(chǎn)、能源密度高、低溫性能達(dá)到一定水準(zhǔn)的材料,目前波士頓三元鋰電池成組以后的能量密度可以達(dá)到125Wh/kg左右。
北京波士頓電池技術(shù)有限公司高級(jí)總監(jiān)馬俊峰
安全跟電池材料的關(guān)系不是很大,更重要的是應(yīng)用的場(chǎng)景。新能源汽車保有量一路狂奔,出事的幾率越來越大,因此反思電池安全問題是有必要的。從哪些角度可以保證我們現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)發(fā)展會(huì)更好,怎么保證車能夠不發(fā)生大的事故,或者說即使是發(fā)生了著火,爆炸的事故,還能有限度的保證我們的成員能夠安全的離開乘用車?;仡^看看國(guó)內(nèi)過去兩年的發(fā)展,一款新能源車大約五六個(gè)月就推向市場(chǎng)了,大部分產(chǎn)品是改裝車,至少是一半以上沒有考慮熱管理方案,這是制約電池的一個(gè)弱點(diǎn)。波士頓電池目前采取的市場(chǎng)戰(zhàn)略,盡可能和對(duì)電池要求相對(duì)寬松的車型合作,因?yàn)檎嚐o(wú)法提供好的環(huán)境,就讓電池在一個(gè)相對(duì)活性不是最高的狀態(tài)下使用,來減低安全風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)安全的問題,更多的是從整車、park的角度考慮,材料的角度考慮稍微有點(diǎn)偏。
宋華杰:電池安全應(yīng)加強(qiáng)品質(zhì)管控
比克電池最初主要發(fā)展磷酸鐵鋰電池,后來基于輕量化和能量密度兩點(diǎn)考慮,逐步替換成三元材料。國(guó)家要求動(dòng)力電池能量密度2020年達(dá)到300wh/kg,靠磷酸鐵鋰比較困難,所以大家選擇三元方向。比克電池成組以后能量密度約為120~130wh/kg。
比克電池研發(fā)中心副高級(jí)工程師宋華杰
電池由四部分主要的材料組成,正級(jí),負(fù)級(jí),電解液和隔膜。電解液一般是有機(jī)溶劑,也是最先著火的。業(yè)內(nèi)爭(zhēng)論安全問題,不應(yīng)該在正級(jí)三元材料上,而是品質(zhì)方面的管控。電池起火主要是里面的熱量積聚在一起沒有辦法擴(kuò)散出去,只要想辦法盡快地把熱量釋放出去也可以做到很安全。
譚浩海:三元材料電池低溫下有優(yōu)勢(shì)
遠(yuǎn)東福斯特新能源有限公司一直專一做一款電池,18650三元材料電池體系電池。之所以選擇三元材料體系是因?yàn)榭伤苄詮?qiáng),能源密度高。2015年工信部有一個(gè)規(guī)定,物流車電池包的整包質(zhì)量不能超過整車質(zhì)量的25%,輕量化的要求決定了三元材料電池成為后續(xù)的主流。他認(rèn)為目前國(guó)內(nèi)三元電芯的品質(zhì)差異與國(guó)外取決于設(shè)備,自動(dòng)化程度上的差異化。遠(yuǎn)東福斯特2015年開始布局,與遠(yuǎn)東電纜并購(gòu),引進(jìn)了韓國(guó)自動(dòng)線,今年4月將會(huì)批量量產(chǎn),后續(xù)策略仍然以三元材料為主。
遠(yuǎn)東福斯特新能源有限公司銷售總監(jiān)譚浩海
電池安全的導(dǎo)火線是電池組、電芯、pack、以及使用的習(xí)慣。三元和磷酸鐵鋰有非常大差異,三元對(duì)溫度不是特別的敏感,但北方市場(chǎng)如果用磷酸鐵鋰,能量轉(zhuǎn)換率要大打折扣,原來跑100公里,北方可能只跑60公里,最多70公里。三元材料在這塊是非常有優(yōu)勢(shì)的,目前新能源行業(yè)是新生的行業(yè),需要業(yè)內(nèi)共同把這個(gè)難關(guān)攻破,非常看好三元材料在后期的廣泛應(yīng)用。
佟子謙:從系統(tǒng)角度考慮電池安全
2002年發(fā)展混合動(dòng)力大巴時(shí)采用的是鎳氫電池,當(dāng)時(shí)鎳氫電池在動(dòng)力電池中還是不錯(cuò)的,但是最后混合動(dòng)力大巴著火了,事故原因并不是鎳氫電池引起。電動(dòng)汽車著火一定要從系統(tǒng)的角度來考慮問題,而不是單一的從材料來說。從安全的角度來講,業(yè)內(nèi)討論認(rèn)為固態(tài)的電池是最安全的,但離市場(chǎng)化應(yīng)用還很遠(yuǎn)。如果講材料,從我們的角度來講,有一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)講話是這樣說的,說電池占了10%,在運(yùn)營(yíng)維護(hù)、系統(tǒng)組成、充電方面各占30%,這樣光電芯來講不是最重要的。區(qū)域不同,車的不同,環(huán)境的不同,系統(tǒng)工程不是簡(jiǎn)單考慮某一個(gè)材料的問題,應(yīng)該是綜合考慮的。
北京佐思信息咨詢有限責(zé)任公司首席顧問 佟子謙
聶亮:磷酸鐵鋰電池與商業(yè)化要求相差大
國(guó)內(nèi)企業(yè)當(dāng)初選擇磷酸鐵鋰應(yīng)該是沒有做過深入的調(diào)研和對(duì)未來判斷,相對(duì)盲目的就采用了,從杭州電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)來看,動(dòng)力電池已經(jīng)換過一次了,磷酸鐵鋰在低溫中的實(shí)際表現(xiàn)離商業(yè)化要求相差較大。在此情況下,產(chǎn)業(yè)就在成本和能量密度上尋找平衡點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。測(cè)算下來,一款產(chǎn)品能不能持續(xù)發(fā)展,平衡點(diǎn)大概為車重一噸,要求的能量是30千瓦。重量1t的車跑 300公里是這款產(chǎn)品是否實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn),電池的價(jià)格要做到3塊錢/安時(shí)。
伯坦科技創(chuàng)始人 聶亮
關(guān)于安全方面,所有的電池都要承認(rèn)其不安全性,在此基礎(chǔ)上要考慮如何做好防護(hù)。所有的電池材料出來,不可能馬上分辨哪些是好的,哪些是壞的。電池安全主要在使用上,有多方面因素影響,單獨(dú)否決三元材料是不合理的。電動(dòng)汽車發(fā)展初期有擔(dān)心很正常,希望通過這次事情有一個(gè)科學(xué)的決策程序或工程驗(yàn)證方法。目前暫停三元材料電池在客車領(lǐng)域的應(yīng)用,不僅耽誤發(fā)展時(shí)機(jī),也會(huì)嚇跑很多原來準(zhǔn)備進(jìn)入這個(gè)行業(yè)的投資。大部分的汽車火災(zāi)是線路引起的,電池不安全不要緊,只要車安全,再往后推車不安全沒關(guān)系,只要人安全。現(xiàn)在論電池上的正級(jí)材料,五分之一東西上升到安全不安全的問題完整沒必要,要通過充分的工程驗(yàn)證,拿數(shù)據(jù)說話。
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來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:杜俊儀
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