近日，原國(guó)家863電動(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬先生做客北京‘前途·驛’體驗(yàn)館，分享了一場(chǎng)關(guān)于“動(dòng)力電池安全性問題”的公開課。
今年，高速成長(zhǎng)了30年的中國(guó)汽車業(yè)首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。與之鮮明對(duì)比的則是，新能源汽車的銷量持續(xù)大幅增長(zhǎng)。
相比燃油車，公眾似乎對(duì)新能源車特別是純電動(dòng)汽車的起火更為緊張，年內(nèi)有報(bào)道可查的新能源汽車起火原因雖不盡相同，但細(xì)究起來電池長(zhǎng)時(shí)間在液體中浸泡、電池材料不過關(guān)、動(dòng)力電池系統(tǒng)拼裝布局缺陷、使用中過充過放、電池組件安全性等都是電池起火的風(fēng)險(xiǎn)因素，最終的結(jié)果就是電池發(fā)生熱失控導(dǎo)致自燃。
10月31日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局透露，據(jù)掌握的輿情信息顯示，2018年已發(fā)生新能源汽車起火事件40余起。截至目前，市場(chǎng)監(jiān)管總局已組織缺陷產(chǎn)品管理中心啟動(dòng)新能源汽車缺陷調(diào)查10起，會(huì)同相關(guān)部門開展火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查5次，督促相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施召回5次。其中，召回涉及5個(gè)企業(yè)24個(gè)車型的3.56萬缺陷車輛，缺陷原因多為電控和機(jī)械故障。
實(shí)際上，未對(duì)外披露的數(shù)據(jù)涉及面可能更多。
當(dāng)前在中國(guó)生產(chǎn)動(dòng)力電池企業(yè)很多，電池企業(yè)間電池生產(chǎn)質(zhì)量管控水平參差不齊。王子冬認(rèn)為，今年新能源汽車著火事故當(dāng)中很多是因?yàn)槟芰棵芏忍岣哌^快導(dǎo)致的。
王子冬表示，動(dòng)力電池安全性是一個(gè)敏感的話題，又是一個(gè)不能回避的話題。我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)經(jīng)過十年的積累，已經(jīng)有了非常大的提升，但仍存在一些問題，尤其是電池技術(shù)這些年沒有明顯的進(jìn)步。電池能量密度越高，安全性越差，很多人希望電池能量密度增加，同時(shí)安全性也保持同樣的水準(zhǔn)，這本身就是矛盾的，我們只能在矛盾體中盡量追求一種平衡。
“現(xiàn)在說要提高電芯能量密度，但科學(xué)上有很多工作和難題要解決，在沒有徹底解決的情況下，我們急著提高能量密度，就顯得有點(diǎn)操之過急了。目前三元鋰電池理論的能量密度的極限在350Wh/kg-400Wh/kg左右，這里還有很多工程問題需要解決。如果沒有在新材料上的突破，電池比能量可能在300Wh/kg-400Wh/kg之間徘徊。只有在實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)突破的前提下，才能實(shí)現(xiàn)將單體電芯能量密度提高到500Wh/kg，才有可能將電池組能量密度提升至260Wh/kg以上。”
王子冬表示，一些整車企業(yè)盲目提高動(dòng)力電池能量密度去迎合補(bǔ)貼政策，而在動(dòng)力電池安全性驗(yàn)證上重視不足，這成為了誘發(fā)起火事件的潛在因素。
電池的安全性體現(xiàn)在7個(gè)方面，電芯制造過程中、電池組集成過程、儲(chǔ)存過程中、運(yùn)輸過程中、使用過程中，主要跟充電有關(guān)、回收過程中及材料提煉過程中。
為了追求更高的能量密度，電池內(nèi)部需要更多的活性物，有空間壓縮的只剩隔膜的厚度了。“現(xiàn)在很多企業(yè)在追求更高的單體和系統(tǒng)能量密度，為了保障更多的能量供給，正負(fù)極的電解液都不能少，只能去壓榨膈膜厚度。以前的鋰電池隔膜厚度有40微米，現(xiàn)在僅有12微米左右，這層薄膜一旦破損，后果很嚴(yán)重。”王子冬如是說。
了解電池原理的都知道，電池充電的時(shí)候，在電池負(fù)極表面會(huì)大量產(chǎn)生鋰晶，大電流充電會(huì)加速這種鋰枝晶的生長(zhǎng)速度，枝晶持續(xù)增長(zhǎng)最終會(huì)把隔膜刺破導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，從而引發(fā)電池內(nèi)部的熱失控，引發(fā)電池自燃。
王子冬表示，各種材料的開發(fā)和運(yùn)用都需要在1-2年，甚至更長(zhǎng)。目前國(guó)家一年調(diào)整一次系統(tǒng)比能量密度的做法與動(dòng)力電池系統(tǒng)開發(fā)周期不協(xié)調(diào)，帶來的結(jié)果就是無法充分驗(yàn)證，導(dǎo)致了著火事故的頻發(fā)。
客觀地說，這些年動(dòng)力電池產(chǎn)品質(zhì)量雖然提升了，國(guó)內(nèi)的電池性能也與國(guó)外縮小了差距，當(dāng)前，影響中國(guó)發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的難點(diǎn)主要是成組技術(shù)及必須的電池安全管理系統(tǒng)。
對(duì)于新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展建議王子冬總結(jié)了4點(diǎn)，第一，新能源產(chǎn)業(yè)存在很大的泡沫，產(chǎn)能過剩。第二個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和匹配需要系統(tǒng)好好配合。第三，解決好動(dòng)力電池與電動(dòng)車一體化的問題，加強(qiáng)產(chǎn)品的全面測(cè)試。第四，要加快動(dòng)力電池回收能力。
汽車電動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)下，動(dòng)力電池安全將成為全行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)，如何在電池成本不斷降低、能量密度等指標(biāo)不斷提高的下保證電池的質(zhì)量安全，將成為未來很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)車企和動(dòng)力電池企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
