鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:824次 | 2019年07月02日
中國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)學(xué)習(xí)研究特斯拉電池的安全設(shè)計(jì)
中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心主辦,北京卡達(dá)克汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)公司承辦的“2015電動(dòng)汽車(chē)科技創(chuàng)新國(guó)際論壇”于9月23-24日在京召開(kāi)。為期兩天的論壇上,來(lái)自中國(guó)及德國(guó)政府、中外企業(yè)、學(xué)術(shù)科研機(jī)構(gòu)的30多位專(zhuān)家,討最佳產(chǎn)品技術(shù)路徑和資源組織模式,以期共同實(shí)現(xiàn)“電動(dòng)汽車(chē)無(wú)憂駕駛”。全國(guó)政協(xié)常委、清華大學(xué)教授、“中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)”執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高表示,電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池安全管理需深入研究。
中國(guó)從“十五”科技部電動(dòng)汽車(chē)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)開(kāi)始,推動(dòng)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的研發(fā),當(dāng)時(shí)主要是鎳氫電池和錳酸鋰電池?!笆晃濉睍r(shí),主要是磷酸鐵鋰電池。到“十二五”,中國(guó)的重點(diǎn)研發(fā)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池,2015年中國(guó)三元鋰離子電池的比能量預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到180瓦時(shí)每公斤。到2020年預(yù)計(jì)超過(guò)200瓦時(shí)每公斤,比現(xiàn)在提高一倍。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為,與國(guó)際相比,中國(guó)在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池方面存在很多問(wèn)題。中國(guó)先進(jìn)材料和機(jī)理研究較差,電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)性較低,自動(dòng)化程度也較低,精工藝的開(kāi)發(fā)能力較弱,“以前電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域都覺(jué)得電池系統(tǒng)沒(méi)什么技術(shù),將單體組合即可,現(xiàn)在才明白電池系統(tǒng)是很復(fù)雜的技術(shù)”。
鑒于上述問(wèn)題,中國(guó)高端材料供給尚不足,一致性、良品率、安全性、可靠性、產(chǎn)品性能不能完全滿足市場(chǎng)要求,企業(yè)創(chuàng)新能力總體不強(qiáng),優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能不足。同時(shí),中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池面臨韓國(guó)等國(guó)外電池企業(yè)的挑戰(zhàn)。
據(jù)歐陽(yáng)明高推測(cè),預(yù)計(jì)到2025年,鋰離子電池將會(huì)竭盡性能極限,達(dá)到約350瓦時(shí)到400瓦時(shí)每公斤。美國(guó)能源部對(duì)鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)判斷,電池極限可達(dá)到300到350瓦時(shí)每公斤,到2020年至少可以達(dá)到約200瓦時(shí)每公斤。中國(guó)基本認(rèn)同該判斷。目前技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)是,如何解決硅負(fù)極的相關(guān)問(wèn)題,提高電池壽命。
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%
根據(jù)國(guó)外趨勢(shì),中國(guó)2020年的基本的發(fā)展目標(biāo)是,高比能量電池達(dá)到300瓦時(shí)每公斤,壽命1500次,成本8毛錢(qián)。歐陽(yáng)明高強(qiáng)調(diào),在邁向高比能量鋰離子電池的過(guò)程中,機(jī)遇挑戰(zhàn)并存,安全問(wèn)題將變得更加突出。能量比越高,挑戰(zhàn)越大?!爸袊?guó)必須進(jìn)一步重視安全性,在安全性、耐久性、動(dòng)力性三個(gè)問(wèn)題中,最核心的是安全性問(wèn)題”。
動(dòng)力電池安全性的問(wèn)題概括稱(chēng)為動(dòng)力電池?zé)崾Э兀姵厥軣岬揭欢囟群蟛豢煽?,溫度直線上升,超過(guò)500度、1000度,然后發(fā)生燃燒爆炸。
究其原因,過(guò)熱會(huì)引起該問(wèn)題。溫度會(huì)觸發(fā)電池里的副反應(yīng),這些副反應(yīng)會(huì)放熱,導(dǎo)致熱失控,。此外,電觸發(fā)也會(huì)引起該問(wèn)題。外部短路、內(nèi)部短路、過(guò)充都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)熱,然后產(chǎn)生熱失控。還有一個(gè)原因是碰撞,車(chē)輛碰撞擠壓之后,電池就像被針刺了一樣,發(fā)生短路,然后再產(chǎn)熱,熱再引起熱失控。
歐陽(yáng)明高建議,中國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)學(xué)習(xí)研究特斯拉電池的安全設(shè)計(jì)?!皯?yīng)該來(lái)講,特斯拉用的是不安全的電池,從單體電池角度是不安全的。但是,一個(gè)單體不安全的電池做到系統(tǒng)安全,是因?yàn)樘厮估碾姵赜昧?000多只18650的三元電池,鎳鈷鋰,單體不安全的電池組合起來(lái)就安全了。這是特斯拉安全設(shè)計(jì)的專(zhuān)利。這些專(zhuān)利大家可以仔細(xì)分析一下,因?yàn)楝F(xiàn)在特斯拉專(zhuān)利都是公開(kāi)的。”