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【聚焦】三元材料vs磷酸铁锂,材料是评判安全的唯一标准吗?
来源:中国粉体技术网    更新时间:2016-03-21 10:28:46    浏览次数:
 
    OFweek锂电网讯 2月23日,据韩国媒体报道,韩国政府已向中国政府发函,针对三元锂电池客车不再享受补贴一事提出异议。消息一经传出,关于三元锂电池客车将重返“目录”的呼声再次高涨。
  眼下,作为动力电池产业的两大阵营,三元锂电和磷酸铁锂在性能上可谓各有千秋。三元锂电池的能量密度高,充放电速度快,但稳定性、安全性较差;而磷酸铁锂的技术较为成熟,安全性能相对突出,但能量密度却比较低。
  但是,材料是评判安全的唯一标准吗?对此,多位行业人士是这样说的。
 
安全是电动客车底线
  随着动力锂电池的快速发展,新能源汽车产业化明显加快。而作为近些年动力电池领域的新兴力量,三元锂电池凭借较高的能量密度,逐渐获得市场的青睐。如今,多数电池制造厂商均将主营产品转为三元锂电池,同时,汽车企业为了提高旗下新能源车型的续驶能力,也纷纷将三元材料作为动力电池的首选。对此,有相关机构预测,2016年将是三元锂电池高速发展的一年。
 
叫停三元锂电之后的思考
  不过,工信部的一项关于“暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录”的决定,却给产业发展的“火热”带来一些“冷静”。此前,一位从事动力电池研究的专家对媒体表示,在快速投产上量之后,新能源汽车动力电池已经到了风险爆发的临界点。对此,中国工程院院士杨裕生也坦言,由于动力电池的问题,今年新能源汽车的事故概率将不断上升。
  据相关数据统计,从2011年至今,国内发生了至少22起新能源汽车火灾事故,而这其中,由于动力电池温度过高而引发起火的占比较大。因此,业界不得不重新审视产业的发展历程,并对动力电池所带来的安全隐患进行评估。早在去年8月份,工信部下发了《关于开展节能与新能源汽车推广应用安全隐患排查治理工作的通知》,旨在进一步消除新能源客车的安全隐患。
显然,相比乘用车,电动客车的安全性能更值得重视。中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高曾表示,“电动客车需要搭载更多的乘客,本身也需要更多数量的电池,所以安全性是其首要考虑的问题。”他认为,既然安全成为电动客车的底线,那么在选择动力电池的类型之前,就要把后患完全考虑进去。


三元锂安全性仍待考证
  此前,中国汽车工业协会副秘书长许艳华对媒体表示,“三元材料的电池在国内还属于起步阶段,且搭载三元锂电池的电动客车,在安全性方面的验证尚不充分。”她还补充道,安全是纯电动客车的首要保证,其中动力电池的选择不应受产业的技术路线所决定。因此,许艳华建议,“在安全测试标准尚未健全之时,应暂停受理三元锂电池电动客车免购置税的申报。”
      对此,宁德时代新能源市场总监杨琦表示肯定,“相比磷酸铁锂电池,国内三元锂电池的技术研发还不成熟。”杨琦向《新能源汽车新闻》记者表示,我国新能源商用车领域的技术标准、体系还尚未成型,发展历程也比较短,若在此时急于推广三元锂电池在电动可客车上的应用,可能会出现安全方面的疏漏。
  他告诉记者,三元锂电池的工作温度上升至200℃左右时,内部的电解液就会分解,还会释放氧气,一旦燃烧,有可能出现爆炸的现象;而磷酸铁锂则需要温度达到近700℃,才会出现电解质分解的现象,而且需要吸收外界的氧气才能燃烧。由此看来,“二者在出现事故时,燃烧的猛烈程度不同。”杨琦补充说,在更广泛地应用在商用车之前,一定要对三元锂电池的“脾性”进行深入研究。对此,工业和信息化部装备司司长张相木也表示,工信部将组织开展对三元锂电池客车进行安全风险评估。“在评估完成前,将暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。”他说。

安全性不能仅由材料判断
       的确,从材料的特性来看,三元锂电池的安全性能尚不如磷酸铁锂。对于这一观点,微宏动力市场与战略总监宋寒表示认同。不过,他还强调,“电池安全评判是一个系统概念。”宋寒认为,除了材料本身,在电芯的安全控制、电池组的系统管理以及与整车的匹配程度,均能提高三元锂电池的安全性能。对此,厦门金龙汽车集团股份有限公司董事长廉小强也表示认可,称电池内部的控制系统和电池组的一致性,同样也是影响安全性的关键因素。因此,“不能仅由电芯的材料去评判电池的安全性。”他说。
    实际上,目前三元材料在动力电池上的应用主要体现在电池的正极,而对于一整套动力电池系统来讲,除了电解液、隔膜等材料本身,还需要电池管理系统来保证动力电池安全地完成充放电工作。此前,曾有专家表示,由电池材料引发的安全问题,仅占据新能源汽车所面临问题的10%,而由电池管理系统而导致的安全隐患却高达40%。“在整个锂离子电池中,电池管理系统是最薄弱的环节,也是安全失效的主要原因。”浙江超威创元实业有限公司总经理孙延先认为,如果不是电池系统短板的问题,无论使用哪种正极材料,都应该给与支持。
  由此来看,仅就电池材料而言,磷酸铁锂或者三元材料的选择,对于整车安全性方面的影响并不严重。当记者问到如何进一步提升新能源客车的安全性能时,廉小强说:“除了使用一致性较好的动力电池,以及确保电池与汽车组成的动力系统具有较高的安全性外,还要对新能源客车的使用状态进行监控。”

产业发展应多路线并存
       纵观国际市场,动力电池的技术路线并没有明确的倾向性,产业中既有LG、松下等电池企业主推三元锂电池,也有比亚迪以及美国A123坚守磷酸铁锂电池。“从原材料来看,三元锂电池所需要的钴元素属于稀缺资源,产能有限,磷酸铁锂的原材料却储量丰富,能够支撑电动汽车的大规模生产。”杨琦认为,未来可能会出现两种技术路线共同发展的情况。对此,孙延先也表示赞同,“不要局限于某种材料,锂电池的研发应多条技术路线并行,才是未来动力电池产业的发展趋势。”
  其实,新能源汽车发展至今,除了纯电动汽车之外,还有多种能源驱动的方式。“不仅是三元锂电池在迅速发展,氢燃料电池的技术正在进步,插电式混合动力技术也在逐渐普及。”科技部电动汽车重大项目监理专家组组长王秉刚表示,这些技术都有可能主导新能源汽车的产业发展。至于未来动力电池的发展路线会朝哪个方向前进,还是要根据实际技术情况,以及市场价格决定。
       尽管工信部关于“暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录”的决定已经实施,但终究只是暂时性的。未来是否“解禁”,目前也不可获知。不过,这项措施倒是给动力电池的发展敲响了警钟,未来无论选择何种技术路线,都要注重动力电池在使用中的可靠性、稳定性、安全性。而对于电池本身,无论电极材料,还是电池管理系统,或者与汽车动力系统的匹配,都是保证电动汽车安全行驶的重要一环。相信,在技术走向成熟、安全标准得以完善之时,三元锂电池定将回到新能源客车市场中。

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