电动汽车

动力电池安全问题有新解

2019-07-03 09:11:01 中国能源报 作者:黄珮

6月14日,武汉一辆蔚来ES8在路旁自燃;5月16日,上海嘉定区某地下车库内,又一辆蔚来ES8自燃冒烟;5月4日,杭州8辆电动汽车意外起火,烧得仅剩车架;3月6日、12日、16日,使用三元锂电池的北汽威旺电动物流车连续三天在充电时自燃……

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近期新能源汽车自燃事故频发,再次引发大众对新能源汽车安全性的质疑,而动力电池作为电动汽车的“心脏”,其重要性不言而喻。“动力电池最根本的问题,就是性能与安全的矛盾。”中国工程院院士陈清泉在日前召开的2019中国汽车生态设计国际论坛上提出疑问:未来动力电池要怎样发展,才能成为被大众认可的安全电池?

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高性能和高安全性难兼顾

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“现在动力电池最重要的问题就是安全,动力电池产业发展前景非常广阔,但前提是必须解决安全问题。”中国科学院院士欧阳明高表示,根据市场监管总局提供的数据,2018年至今,已发生80余起电动汽车火灾事故,电动汽车的安全问题已不容忽视。

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“据统计,在2018年的新能源汽车事故中,充电引起的占29%,静置引起的占14%,涉水引起的则占10%。”欧阳明高表示,为寻求解决电动汽车安全隐患的答案,其团队在研究了国内外主要电动汽车品牌的电池后发现,电池在快充300-500次后稳定性变差。“通常新电池的热失控温度约为215度,而过多使用快充的电池热失控临界点则会降至107度。”

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对此,中国北方车辆研究所动力电池实验室主任王子冬表示认同。王子冬坦言,其团队也曾做过相关实验,发现同一批生产的电池,放置不动和安装在车上使用,导致的结果完全不同。“在车上使用的电池更易出现问题,电池放置不用并不会着火,两者的差异就在于是否使用和充电。”

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记者了解到,除电池使用不当易引发安全问题外,一味追求高性能也是引发电池安全问题的重要原因之一。“动力电池的性能包括能量密度、公里密度、循环寿命、成本四个方面,这四个方面不仅很难全部兼顾,还很容易与安全起冲突,即企业选择了高性能就无法顾及安全。比如目前大热的三元电池,其安全性就不如磷酸铁锂电池。”中国工程院院士陈清泉坦言。

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半导体芯片带来曙光

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“想要降低快充给电池带来的热失控,就必须对快充技术进行精确管控,需要根据不同温度、电荷状态、衰减情况等多因素建立输出功率的MAP图或模型。”宁德时代董事长助理孟祥峰表示,掌握热控制对电池的安全至关重要。

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此外,发展更安全的电池技术路线也是保障安全的重要举措之一。“未来高镍三元锂等高能量密度电池不应是发展重点,全固态电池则尚看不清未来。所以我认为,未来应该以磷酸铁锂电池为发展主力,在此基础上再提高性价比。”中国工程院院士杨裕生表示,磷酸铁锂电池具备安全性高、寿命长,不含短缺金属三大优势,是较为理想的动力电池技术路线。“磷酸铁锂电池不需用到镍、钴等稀有金属,再加上目前已掌握的微纳结构—碳包覆技术,就能弥补电导率不高的问题,在微小型电动车和第二代增程式车完全适用。”

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而针对快充问题,杨裕生则认为需要发展新型电池。“目前使用的石墨负极,可以快放电,但不能快充;钛酸锂电池可以实现快速充放,但价格很高,所以我们要发展新型电池。”杨裕生认为,想要得到高安全性、廉价的快充电池,关键在于新材料的使用,目前该项目的研发已取得一定进展。

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“目前,我们已经掌握了一项突破性的新技术,可以通过使用制造半导体的方法来解决动力电池高性能与高安全性之间的矛盾,但目前还无法实现产业化。”陈清泉透露,虽然目前由于保密原因无法对外公布太多关于该技术的详情与细节,“但只要能够利用好半导体芯片,就能同时解决动力电池安全性、高性能和产业化的问题。”

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