鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：800次 | 2020年03月06日
是時(shí)候揭開(kāi)這屬于NEV的電池之殤了
工作在媒體行業(yè)，每一天要面對(duì)的信息都是全新的，但兩周前馬斯克在推特上的回復(fù)至今還讓我記憶猶新。高舉“被雙標(biāo)”的橫幅，特斯拉的喊冤讓人氣憤，但也不無(wú)道理。氣憤在于作為一個(gè)公司家，馬斯克更應(yīng)該把關(guān)注放在事件本身。而不無(wú)道理，則是說(shuō)燃油車的自燃概率目前為止確實(shí)遠(yuǎn)高于純電動(dòng)汽車，這也是個(gè)鐵證如山的事實(shí)。
百余年的發(fā)展后，汽車自燃并不是一個(gè)該讓人少見(jiàn)多怪的現(xiàn)象，但關(guān)于電動(dòng)汽車，人們的反應(yīng)卻讓它看上去是一個(gè)“未知”的領(lǐng)域，這種“未知”取決于我們對(duì)電動(dòng)汽車的認(rèn)知太少，也源于我們對(duì)電動(dòng)汽車的期待過(guò)高。所以不如借著這個(gè)由頭，往下多看幾眼。
電池爆燃，問(wèn)責(zé)的同時(shí)我們要關(guān)注4·21事件中的一些特殊性。
關(guān)于電池爆燃原因的分析有很多，但在判斷和分析4·21事件的過(guò)程中，由于車輛是靜置自燃，那么一個(gè)尤其要關(guān)注的點(diǎn)就是當(dāng)事車輛的老化程度，這也是屬于電動(dòng)汽車行業(yè)的“未知”領(lǐng)域。車前懸掛的藍(lán)色牌照意味著這臺(tái)車的使用年頭不短了，風(fēng)吹日曬、外力沖擊、涉水泡水，這些使用過(guò)程中的常見(jiàn)經(jīng)歷，是電池包要面對(duì)的外在問(wèn)題，但正所謂“日防夜防，家賊難防”，多年的快速充放電過(guò)程中，原自電芯內(nèi)部的老化也同樣值得被關(guān)注。
特斯拉一直以來(lái)引以為傲的能量密度，源自松下供應(yīng)的NCA鎳鈷鋁三元鋰離子電池，高鎳配比讓其續(xù)航里程成為了業(yè)界標(biāo)桿，但這也是一把雙刃劍。高鎳意味著高能量密度，同時(shí)也意味著電池正極材料熱穩(wěn)定性的下降，更容易發(fā)生熱失控。而除此之外，在快速充放電的過(guò)程中，鋰枝晶的生成則是電芯老化進(jìn)程中更為棘手的問(wèn)題。
從原理上講，放電的過(guò)程中鋰片會(huì)溶解成鋰離子，充電過(guò)程中鋰離子又會(huì)還原成金屬鋰，在這個(gè)還原的過(guò)程中由于熱力學(xué)的原因，會(huì)導(dǎo)致鋰在還原的過(guò)程中有枝晶狀的鋰產(chǎn)生，隨著鋰枝晶的不斷生長(zhǎng)，最終會(huì)發(fā)生兩種情況，其一是刺穿隔膜導(dǎo)致電池短路（引發(fā)熱失控的重要原因之一），其二鋰枝晶會(huì)從鋰片上脫落，造成電池容量的損失。目前相關(guān)于高鎳材料配比帶來(lái)的熱穩(wěn)定性問(wèn)題，關(guān)于整個(gè)動(dòng)力鋰電池行業(yè)來(lái)講，如何抑制鋰枝晶是一個(gè)更難攻破的難題。
提高能量密度，成為了電動(dòng)汽車的阿克琉斯之踵，它意味著續(xù)航、意味著效率，但安全性卻與之互為反比。
隨著國(guó)家對(duì)電動(dòng)汽車性能考核標(biāo)準(zhǔn)的逐步提升，如何提升能量密度已經(jīng)成為了整個(gè)行業(yè)要面對(duì)的最大問(wèn)題。未來(lái)新一批投放市場(chǎng)的電動(dòng)汽車，大部分都將采用NCM811（鎳鈷錳比例為8：1：1）的新一代三元鋰離子電池，國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池巨頭寧德時(shí)代目前也實(shí)現(xiàn)了該種電池的量產(chǎn)。
然而與之相對(duì)則是安全性的考驗(yàn)，盡管配方與特斯拉有所不同，但從333到523到622再到811，高鎳帶來(lái)的熱穩(wěn)定性問(wèn)題始終不能忽視，從全球范圍內(nèi)頻發(fā)的電動(dòng)汽車爆燃事件來(lái)看，單靠現(xiàn)有的熱管理系統(tǒng)和PACK設(shè)計(jì)也難以從長(zhǎng)期角度確保萬(wàn)無(wú)一失。而穩(wěn)定性較高的磷酸鐵鋰離子電池，又無(wú)法滿足電動(dòng)汽車發(fā)展過(guò)程中對(duì)高能量密度的需求。因此關(guān)于電動(dòng)汽車來(lái)講，電芯的發(fā)展和進(jìn)化已經(jīng)成為了這一時(shí)刻下整個(gè)行業(yè)的瓶頸所在。
技術(shù)瓶頸只是其一，三元鋰離子動(dòng)力鋰電池的內(nèi)憂外患遠(yuǎn)不止于此。
假如說(shuō)技術(shù)上的瓶頸尚有望通過(guò)行業(yè)自驅(qū)力來(lái)逐步解決，那么從長(zhǎng)期的原材料供應(yīng)角度，無(wú)論是以松下為代表的NCA，還是LGGram、寧德時(shí)代為代表的NCM，字母之間的這個(gè)C，也就是稀有金屬鈷，都更加耐人尋味。金屬鈷在世界的儲(chǔ)量很少，且分布極不均衡，我國(guó)的鈷進(jìn)口占比達(dá)到了95%，在所有金屬鈷的產(chǎn)地中，非洲剛果（金）的鈷資源最為豐富，然而當(dāng)?shù)貐s常年經(jīng)受戰(zhàn)亂洗禮，這顯然為三元鋰離子電池的發(fā)展蒙上了一層陰影。畢竟在現(xiàn)有的配方結(jié)構(gòu)中，由于鈷自身緊密的分子結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性作用短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法替代。
另一方面來(lái)自燃料鋰電池的競(jìng)爭(zhēng)壓力也在不斷新增，以日韓兩國(guó)為代表大力開(kāi)發(fā)的氫燃料鋰電池汽車，早已經(jīng)在各自土地上生根發(fā)芽，我國(guó)對(duì)氫燃料鋰電池的研發(fā)力度也在不斷加大，與此同時(shí)其它種類的燃料鋰電池也在伺機(jī)而動(dòng)。
作為NEV技術(shù)的風(fēng)向標(biāo)，本賽季FomulaE更換電池供應(yīng)商的舉動(dòng)引起了不少人的關(guān)注，邁凱倫所供應(yīng)的電池在比賽中達(dá)成了幾乎兩倍于此前威廉姆斯電池的能量密度，這也讓國(guó)外學(xué)者對(duì)此作出了猜想，一些人認(rèn)為邁凱倫使用了以NCM811為基礎(chǔ)但性能更好的電芯，另一些人則大膽的認(rèn)為邁凱倫引入了更具突破性的材料——鋁。鋁空氣電池雖然不具備循環(huán)使用的能力，但其單位能量密度和成本優(yōu)勢(shì)卻是三元鋰離子電池?zé)o法追趕的，100千克的鋁電池可以供應(yīng)3000公里的續(xù)航里程。假如說(shuō)鋁是電動(dòng)方程式新電池中的那個(gè)未知金屬，那么它可能是這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)帶給汽車市場(chǎng)的最大禮物。
回到現(xiàn)狀，從市場(chǎng)角度出發(fā)現(xiàn)在最大的擔(dān)憂是，電動(dòng)汽車的爆燃事件是否還會(huì)繼續(xù)，是否能得到控制，此外隨著NCM811的逐步投放市場(chǎng)，擁有了高能量密度的新一代電動(dòng)汽車，其安全性又能否經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)，這真的是一個(gè)要各方嚴(yán)肅對(duì)待的問(wèn)題，畢竟從4·21事件的監(jiān)控視頻來(lái)看，從冒煙到爆燃的過(guò)程只有兩秒，靠我這副小短腿兒是真的跑不出去啊……
