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三元鋰電池的是與非
發(fā)表時(shí)間:【2016-03-29】
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三元材料、磷酸鐵鋰材料以及其他氧化物材料均各有利弊,不存在安全和不安全之說。

  “暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”的消息已公布,猶如給高歌猛進(jìn)的中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)投入了一枚炸彈,引起一場有關(guān)安全是非的大討論?!镀囉^察》記者經(jīng)過采訪發(fā)現(xiàn),更多的業(yè)內(nèi)人士為三元鋰電池伸冤,他們認(rèn)為三元鋰電池背了“不安全”的黑鍋。因?yàn)橹挥邢鄬Φ陌踩?,沒有絕對的安全。

  事件的起因源于工信部裝備司司長張相木發(fā)布的一則消息,他在電動汽車百人會論壇上表示,“我國在三元鋰電池領(lǐng)域起步晚,用于客車的安全性開發(fā)和驗(yàn)證還不夠,工信部將組織開展對三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評估,在評估完成前,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄?!?/P>

  都是補(bǔ)貼惹的禍?

  工信部明確表示,出于安全考慮,暫停三元鋰電池客車推廣。那么三元鋰電池到底有多不安全?工信部又在擔(dān)心什么呢?

  高溫下三元材料易燃,存在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較大。中科院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示,總結(jié)以往發(fā)生事故的經(jīng)驗(yàn)來看,鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會出現(xiàn)自加熱,起火后很難控制,而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象,安全性相對較高。

  據(jù)介紹,單從材料特性而言,兩種材料到達(dá)一定溫度時(shí)都會發(fā)生分解,三元鋰材料大概在200℃發(fā)生分解,磷酸鐵鋰則在700℃~800℃時(shí)才發(fā)生分解。并且,三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)更加劇烈,會釋放出氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時(shí)不會釋放氧分子,燃燒也沒有那么劇烈。因此,僅從鋰離子電池的正極材料特性而言,三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火或發(fā)生意外事故。

  同時(shí),一個(gè)很簡單的道理,電池能釋放的能量越大,其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)就越大。同比乘用車客車電池容量大,所以客車上裝配三元鋰電池提高了危險(xiǎn)程度。比如純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時(shí),而純電動公交車電池容量高達(dá)幾百千瓦時(shí),隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出現(xiàn)安全事故的可能性增加。高溫是電池事故的導(dǎo)火索,而且客車運(yùn)輸人員較多,一旦出現(xiàn)事故其后果非常嚴(yán)重,可見三元鋰電池提高了新能源客車的危險(xiǎn)系數(shù)。

  一位不愿意透露姓名的業(yè)內(nèi)人士表示,三元鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較先進(jìn)的是韓國、日本,如果加大三元鋰客車的推廣力度,很有可能使高速發(fā)展的中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)步中國乘用車用市場換技術(shù)的后塵。結(jié)果,市場拱手讓給了外資,而真正的技術(shù)也沒能學(xué)到,所以國家要急踩剎車,降溫,調(diào)整。

  而就在前不久,韓國代表對此提出了抗議。韓國政府將于3月17日在中國北京舉行的韓中商務(wù)部長會談上,就中方變更電動公交車補(bǔ)貼政策提出異議。

  韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部第二次官(副部長)禹泰熙公開表示,就三元電池公交車補(bǔ)貼問題,韓方以產(chǎn)業(yè)部長官名義向中國政府發(fā)送了信函,韓政府還召見中國駐韓大使請求提供協(xié)助,通過各種途徑向中方提出異議。

  韓國代表表示,中國政府變更電動公交車補(bǔ)貼政策,僅向由中國廠家主要生產(chǎn)的磷酸鋰鐵(LFP)電池公交車提供補(bǔ)貼,而以安全性等為由,暫不向由LG化學(xué)、三星SDI等韓國廠商主要生產(chǎn)的三元電池公交車提供補(bǔ)貼。目前,在中國的電動汽車市場上,電動公交車約占40%,中國政府向價(jià)格約在2億?3億韓元(約合人民幣106萬元?159萬元)的電動公交車提供約1.8億韓元的補(bǔ)貼,而在中國設(shè)廠的韓企若無法獲得補(bǔ)貼的話,就難以在當(dāng)?shù)劁N售電動公交車。另外,LG化學(xué)和三星SDI為了加快進(jìn)軍中國電動車市場,去年增設(shè)大規(guī)模生產(chǎn)線,而此次中國政府的決定若最終實(shí)施,這些企業(yè)將蒙受巨大損失。

  絕對安全存在?

  編者曾經(jīng)就電池安全的問題采訪過幾家新能源客車技術(shù)研究院的負(fù)責(zé)人,他們紛紛表示,新能源客車的安全被業(yè)內(nèi)提高到如今的重視高度,是因?yàn)閲鴥?nèi)純電動汽車電池技術(shù)的路線之爭已經(jīng)由來已久,而此次工信部的暫停事件再次將路線之爭推向新高度。

  針對以上熱點(diǎn),“三元材料電池安全性之辯”沙龍,頂風(fēng)而開,眾專家紛紛為三元鋰電池伸冤。

  多年專注于三元鋰電池研發(fā)的伯坦科技創(chuàng)始人聶亮認(rèn)為,首先從安全本身來講,有使用才有安全的問題,如果這個(gè)行業(yè)即將走向滅亡,無需談安全。一旦這個(gè)行業(yè)需要發(fā)展,就要有妥協(xié),經(jīng)濟(jì)和安全的妥協(xié),工程和技術(shù)的妥協(xié),性能和產(chǎn)能上的妥協(xié),所以不存在絕對的為了安全而安全。而且,汽車的安全比較復(fù)雜,大概有12個(gè)方面涉及安全,比如整車性能、壽命、實(shí)際使用環(huán)境等。

  聶亮說:“汽車著火,很多情況是車先燒起來,而不是電池先燒起來。之所以新能源汽車著火的案例較多,是因?yàn)楫a(chǎn)品驗(yàn)證安全的時(shí)間太短,所以出現(xiàn)問題是必然不是偶然?!彼ㄗh,“安全應(yīng)該是保證人的生命安全,當(dāng)汽車出現(xiàn)事故的時(shí)候,原則是不傷人。當(dāng)汽車著火的時(shí)候,要隔絕,保證足夠的救援時(shí)間?!?/P>

  聶亮指出,技術(shù)從來不是問題,怕的是人們對這個(gè)市場沒有信心,信心沒有了,資本就會流失。因?yàn)橐粋€(gè)電池廠十幾個(gè)億元的投資,好不容易建起來,又說這個(gè)不行,那個(gè)不行,這個(gè)行業(yè)就喪失了誠信,這是最恐怖的事情。他強(qiáng)調(diào):“技術(shù)從來不是問題,怕就怕根本就不知道能不能做這個(gè)事情。電池行業(yè)還需要靜下心來進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育,電池廠負(fù)責(zé)優(yōu)生,選用好材料,比如東北出的天然石墨,夏天開采好?還是冬天開采好?其次,制作過程要穩(wěn)定。第三,要有售后?!?/P>

  他認(rèn)為,電動汽車,可以做到比汽油車百分之一千的安全。現(xiàn)在人們存在很多誤區(qū),車燒了,跟電池一定有關(guān)系嗎?就電池來說,充電、使用、縱火等各個(gè)問題引起的汽車著火都更難說。聶亮希望整個(gè)行業(yè),包括新聞媒體能夠把這個(gè)行業(yè)持續(xù)地往前推進(jìn),所有的問題都是前進(jìn)中的問題。“坐在那邊不會有問題,只要前進(jìn)了永遠(yuǎn)有問題,問題出現(xiàn)了就需要克服。”

  十多年一直研究和應(yīng)用三元材料的俄羅斯圣彼得堡國立技術(shù)大學(xué)功能材料與新能源技術(shù)研究院王慶生博士說:“三元材料和磷酸鐵鋰材料和其他的氧化物材料都各有利弊,各有長短,而不存在安全和不安全之說。專家普遍提到這個(gè)材料安全和不安全,有些片面。而應(yīng)該說這個(gè)材料在不同環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)、不同的應(yīng)用工況,包括組份比例、化學(xué)反應(yīng)、生產(chǎn)制造工藝、體積系統(tǒng)等一系列的大體系系統(tǒng)工程中是否安全,而不是單一材料的是否安全的問題。”

  目前,國內(nèi)企業(yè)普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料,但其卻有容易引起微短路、能量密度較低、材料的制備成本與電池的制造成本較高等缺陷。三元鋰電池技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一市場格局。憑借體積小、能量密度大、成本相對低的優(yōu)勢,盡管起步較晚,但三元材料的市場份額正在快速上升。不少廠商將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池,其電池比能量也在不斷提高。

  北京佐思信息咨詢有限責(zé)任公司首席顧問佟子謙表示,我們現(xiàn)在手機(jī),還有很多家用電池都是鋰電池,大家也沒有懷疑它的不安全性。所以新能源汽車著火一定要系統(tǒng)的角度來考慮問題,而不是簡單的單一的從材料來說。

  聶亮進(jìn)一步說,“每個(gè)人手上都拿著一塊三元電池,你們天天把三元電池放在胸口,放在口袋里,這個(gè)三元應(yīng)該沒有什么安全隱患吧!”

  科技部電動汽車重大項(xiàng)目總體專家組組長歐陽明高認(rèn)為,不同車型應(yīng)當(dāng)采用不同的電池,例如乘用車看重續(xù)航里程,可采用高比能量的三元鋰離子電池??蛙嚫粗匕踩?,可以采用比能量相對低一點(diǎn)、但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池。在以純電動轎車主導(dǎo)的動力電池上,未來仍以三元鋰電池為主。

  一些企業(yè)認(rèn)為,隨著技術(shù)進(jìn)步,安全瓶頸解決之后,三元鋰電池能量密度高、成本低的優(yōu)勢顯露出來,選擇三元技術(shù)的企業(yè)會越來越多。金龍汽車集團(tuán)股份有限公司董事長廉小強(qiáng)認(rèn)為,三元鋰電池穩(wěn)定性確實(shí)不如磷酸鐵鋰電池,但是電池的安全性不能僅僅通過電池材料來判斷。電池的安全性是由包括封裝系統(tǒng)在內(nèi)的控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管控的嚴(yán)密性等共同決定,應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)工藝均衡的保障。

  當(dāng)前市場上出現(xiàn)磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型鋰離子電池并存局面,多種技術(shù)路線是市場選擇的結(jié)果?!拔覀児膭疃喾N技術(shù)路線共同發(fā)展,三元鋰電池比能量高、循環(huán)性能好,是未來重要發(fā)展方向,但是在這個(gè)領(lǐng)域我國起步晚,用于客車的安全性開發(fā)和驗(yàn)證還不夠,我們正考慮進(jìn)一步提高新能源汽車產(chǎn)品安全技術(shù)門檻?!惫ば挪垦b備司司長張相木說。

  編者者認(rèn)為,暫時(shí)不是永遠(yuǎn),而且中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天承載了全國眾多行業(yè)人士嘔心瀝血的努力,堅(jiān)持就一定迎來光明。正如中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍所說,“希望通過三元材料這件事的討論,大家能夠真正的更加重視這個(gè)電池的安全性?!?/P>

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