鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：473次 | 2022年07月25日
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之爭(zhēng)
這幾天很多同行朋友在熱議工信部在百人會(huì)上的發(fā)言-"……工信部將組織開(kāi)展對(duì)三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在評(píng)估完成前，暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄"，讓前幾天撲面而來(lái)的新聞坐實(shí)了，大家都在爭(zhēng)議官方不應(yīng)該下次結(jié)論，從行政上對(duì)技術(shù)的發(fā)展劃定一道溝壑。本人僅從技術(shù)的角度分三個(gè)層次辯證地來(lái)闡述一下自己對(duì)此的看法，回應(yīng)同行的訴求。
一、電池系統(tǒng)安全性和電芯的關(guān)系
純電動(dòng)汽車(chē)的安全事故基本都是由于動(dòng)力供給系統(tǒng)-電池系統(tǒng)引起的。但電池系統(tǒng)的安全失效不僅僅是由單體電芯引起。作為一個(gè)由單體電池，電管理系統(tǒng)，熱管理系統(tǒng)，機(jī)械零部件綜合組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其中機(jī)械連接的穩(wěn)定性會(huì)帶來(lái)熱和電阻的不均勻性，可導(dǎo)致電池之間局部過(guò)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(guò)壓，欠壓)，同時(shí)也涉及熱的不一致帶來(lái)的電池不一致，在這種情況下假如電管理失效，可導(dǎo)致熱失控，即我們經(jīng)常說(shuō)的熱電一體化設(shè)計(jì)，熱電耦合課題。
所以，電池系統(tǒng)安全性和電芯安全性之間是充分非必要關(guān)系，而非充要關(guān)系。
二、電芯的安全性失效因素
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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(nèi)短路和濫用(包括外部撞擊)，但絕大多數(shù)是由內(nèi)短路引起的(在現(xiàn)有公開(kāi)的電動(dòng)汽車(chē)安全事故分析中雖然公開(kāi)原因不提及此，但不可否認(rèn)這是重要因素)。而內(nèi)部短路和體系是沒(méi)有任何關(guān)系的，重要取決于電池的制成控制。對(duì)制成控制的管理恰恰是國(guó)內(nèi)落后于國(guó)外的關(guān)鍵所在，也是以后精細(xì)化發(fā)展必須要提高的一個(gè)短板。
制成控制不好，不僅可能引起內(nèi)短路，同時(shí)可帶來(lái)電池一致性的問(wèn)題。一致性問(wèn)題反過(guò)來(lái)會(huì)由于電池系統(tǒng)電管理的"突發(fā)"問(wèn)題引起整個(gè)系統(tǒng)的失效，即制成是根本，一致性和安全也是串聯(lián)的影響關(guān)系。
三、材料的安全性和電池安全性的關(guān)系
有關(guān)材料和電池的安全性關(guān)系，專(zhuān)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和材料的安全性之間是充分非必要關(guān)系，而不是充要關(guān)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(jù)。我想在第一點(diǎn)里已經(jīng)提及它們的關(guān)系了。
四、三元電池和磷酸鐵鋰電池性能比較
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
有關(guān)壽命毋庸置疑，現(xiàn)有技術(shù)磷酸鐵鋰優(yōu)勢(shì)很大，這是現(xiàn)有技術(shù)下的共識(shí)。那么針對(duì)標(biāo)題我有個(gè)發(fā)問(wèn)：同等條件下，三元電池的產(chǎn)熱是否就一定高于磷酸鐵鋰？，答案當(dāng)然是否定的，電池的產(chǎn)熱和電極的設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系，材料導(dǎo)電性的差異能夠通過(guò)電池的設(shè)計(jì)來(lái)彌補(bǔ)。
而安全的根源是熱，除去內(nèi)短路和濫用帶來(lái)的影響，似乎看不出正常的發(fā)熱和材料有何直接關(guān)聯(lián)。
所以在安全性上，材料是前提，合理設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，制成控制是核心，電池可靠管理是關(guān)鍵。
在安全性方面再謹(jǐn)慎一點(diǎn)也不為過(guò)，安全無(wú)小事，進(jìn)行充分論證也是必要的，希望這種論證能夠有更多的數(shù)據(jù)支撐，能夠引入更多技術(shù)工作者的高度參和。百花爭(zhēng)鳴，百花齊放，對(duì)行業(yè)健康發(fā)展才是有利的，對(duì)此我的建議是：
1、建立電池公司安全健康檔案：如在客車(chē)上出任何安全問(wèn)題都應(yīng)該立即停止供貨，直至查明可信的問(wèn)題根源并整改后方能放行；
2、嚴(yán)肅事故調(diào)查的過(guò)程和透明度，提高調(diào)查結(jié)果的公信力。調(diào)查不是淺嘗輒止，欲蓋彌彰；
3、逐漸建立電池公司品質(zhì)檔案：2015年可以說(shuō)任何動(dòng)力鋰電池公司都不缺訂單，這勢(shì)必造成魚(yú)龍混雜，影響整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展，國(guó)家應(yīng)該逐步全面的評(píng)估電池公司的生產(chǎn)制備能力和品質(zhì)控制能力，給予整車(chē)廠必要的建議。
高歌猛進(jìn)的發(fā)展催生了很多管理不善的電池公司，可以悲觀的預(yù)期，2016-2017年電動(dòng)汽車(chē)安全事故發(fā)生頻率必然會(huì)有所新增，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)。
