鉅大LARGE | 點擊量：550次 | 2021年11月03日
三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池之爭
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離子電池的風險評估，在評估完成前，暫停三元鋰離子電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄”，讓前幾天撲面而來的新聞坐實了，大家都在爭議官方不應該下次結論，從行政上對技術的發(fā)展劃定一道溝壑。本人僅從技術的角度分三個層次辯證地來闡述一下自己對此的看法，回應同行的訴求。
一、電池系統安全性與電芯的關系
純電動汽車的安全事故基本都是由于動力供給系統-電池系統引起的。但電池系統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，熱管理系統，機械零部件綜合組成的復雜系統，其中機械連接的穩(wěn)定性會帶來熱和電阻的不均勻性，可導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，在這種情況下假如電管理失效，可導致熱失控，即我們經常說的熱電一體化設計，熱電耦合課題。
所以，電池系統安全性與電芯安全性之間是充分非必要關系，而非充要關系。
二、電芯的安全性失效因素
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電芯的安全失效的可能原因有內短路和濫用(包括外部撞擊)，但絕大多數是由內短路引起的(在現有公開的電動汽車安全事故分析中雖然公開原因不提及此，但不可否認這是重要因素)。而內部短路與體系是沒有任何關系的，重要取決于電池的制成控制。對制成控制的管理恰恰是國內落后于國外的關鍵所在，也是以后精細化發(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電管理的“突發(fā)”問題引起整個系統的失效，即制成是根本，一致性與安全也是串聯的影響關系。
三、材料的安全性與電池安全性的關系
有關材料與電池的安全性關系，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系，而不是充要關系。但恰恰是材料的DSC圖成為大家詬病三元不好的重要依據。我想在第一點里已經提及它們的關系了。
四、三元電池和磷酸鐵鋰離子電池性能比較
有關壽命毋庸置疑，現有技術磷酸鐵鋰優(yōu)勢很大，這是現有技術下的共識。那么針對標題我有個發(fā)問：同等條件下，三元電池的產熱是否就一定高于磷酸鐵鋰？，答案當然是否定的，電池的產熱與電極的設計有很大的關系，材料導電性的差異能夠通過電池的設計來彌補。
而安全的根源是熱，除去內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聯。
所以在安全性上，材料是前提，合理設計是基礎，制成控制是核心，電池可靠管理是關鍵。
在安全性方面再謹慎一點也不為過，安全無小事，進行充分論證也是必要的，希望這種論證能夠有更多的數據支撐，能夠引入更多技術工作者的高度參與。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、建立電池公司安全健康檔案：如在客車上出任何安全問題都應該立即停止供貨，直至查明可信的問題根源并整改后方能放行；
2、嚴肅事故調查的過程和透明度，提高調查結果的公信力。調查不是淺嘗輒止，欲蓋彌彰；
3、逐漸建立電池公司品質檔案：2015年可以說任何動力鋰離子電池公司都不缺訂單，這勢必造成魚龍混雜，影響整個行業(yè)的健康發(fā)展，國家應該逐步全面的評估電池公司的生產制備能力和品質控制能力，給予整車廠必要的建議。
高歌猛進的發(fā)展催生了很多管理不善的電池公司，可以悲觀的預期，2016-2017年電動汽車安全事故發(fā)生頻率必然會有所新增，電動汽車的發(fā)展任重道遠。
上一篇：動力鋰電池再迎技術路線之爭
