三元材料是否退出电动商用车舞台,还要看安全性

李浩晨

【第一电动网】(特约作者 李浩晨)锂离子电池的正极材料主要分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等这几类。在对动力锂电池技术的路线进行选择时,无非从制造成本、能量密度、循环寿命、热稳定性和安全性上来进行综合比较,那么上述正极材料各有优劣。那么针对暂停三元锂电应用于电动商用车上来说,着力点应该在安全性上。

三元材料是否退出电动商用车舞台,还要看安全性

电池材料性质对安全性的影响

锂离子动力电池的安全事故发生主要是由于各种因素作用产生的热量积累在电池内部突然释放,造成温度升高使得内部化学反应的发生并形成燃烧乃至爆炸。动力电池之所以会出现安全事故不能光从正极材料本身来看,比如就有研究对锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料这三类电池的燃烧性及危险性进行评价,实验结果表明从易燃性和释热性来看,石墨负极是电池组件中最容易着火的组件,而且也是热释放强度最大的组件,其次是隔膜、正极。根据AHP法计算得到的电池组件火灾危险性指数,三类锂离子电池体系的火灾最大危险源均为隔膜,原因在于隔膜的热释放速率相对最大。

采用其他正极材料的动力电池用在电动汽车上并不是没有发生过安全事故,导致事故发生的原因各不相同。单独从正极材料而不结合使用环境来说安全性是没有任何说服力的。

而负极对动力电池安全性的影响主要通过与电解液之间的反应、黏结剂种类与含量、颗粒尺寸、表面SEI膜等进行。另外作为电池组成部分之一的电解液通常含有大量有机类化合物,极易燃烧。它的分解反应产生大量的热和可燃气体进一步加速正极的分解,会导致更多放热反应的进行。在出现金属穿刺电池内部形成大面积短路和电池受到挤压隔膜破裂导致正负极片短路这样的意外事故时,电池内部能量通过短路电阻形成的高温会造成电解液发生反应使得动力电池出现安全事故。

电池制备与使用对安全性的影响

动力电池的安全性要从整体设计出发,不仅与组成电池的各种材料性质有关,而且与电池制备技术和使用环境有关。例如从整体设计上看,一般电池的容量较高意味着具有较高的放热量,而体积大的电池组就会散热相对困难,热量更容易被累积,从而导致热稳定性降低。受到电池容量和体积大小的影响,动力电池的安全性与动力电池系统的结构设计有很大的关系。因此电池的PACK以及BMS在安全性上的重要性不言而喻,再安全的电池在设计不合理的结构和不成熟的BMS管理下也会发生安全事故。

从制备技术来看,正负极容量的配比大小能够影响到动力电池的安全性能,尤其是过充安全性能。当正负极浆料在配制上出现混合不均一或在进行涂布时的均匀度控制不当,黏结剂、导电剂和一些活性组分会在部分区域进行富集。过充过放会导致在该区域出现金属锂的析出或电池的变形。生产过程中的电池单体不一致性也会造成安全性的下降。

各种锂电池的生产设计标准能够在一定程度上保证它的安全性。目前对于动力电池安全性的研究,一般是通过短路测试、挤压测试、针刺实验、热箱测试、过充过放等项目检测电池能否发生漏液、燃烧甚至爆炸等现象来判断电池是否安全。然而汽车在道路运行当中是各种环境因素叠加在一起作用在动力电池组上,影响动力电池组安全性的使用因素复杂多变。

虽然工信部将组织开展对三元锂电池的风险评估,暂停三元锂电池在商用车上的应用。从安全角度出发,这无可厚非。但从业人员不必忧虑愤慨,做好自身的本职工作,用事实去证明三元是否适合。其实不光是安全性问题,目前对动力电池系统的其他认识也远远还不够,这何妨不是一个借机去解决需要解决的问题。可以预见到往后两年内的新能源汽车事故发生的概率,与其亡羊补牢不如未雨绸缪,中国的新能源汽车事业仍需要大家一起努力。

电池路线之争由来已久,这次三元材料动力电池被开刀,您对此有何看法?有何建议?第一电动悬赏征文第一期最高奖金5000元投稿邮箱:content@d1ev.com、yxh@d1ev.com

第一电动悬赏征文第一期最高奖金5000元,猛戳内文看题目!




作者:李浩晨

返回第一电动网首页 >

1

想看更多 不感兴趣
重复、旧闻
内容质量差
确定
闪耀广本之夜 讴歌NEW MDX正式亮相搭载世界首创三电机混合动力四驱系统
采埃孚与英伟达推出ZF ProAI系统 实现V2V和实时监控
上汽通用宣布 Onstar 免费五年,并将在 2019 年引入 SuperCruise 智能驾驶技术
滴滴正在考虑接受软银60亿美元投资,部署自动驾驶
Uber与日产在伦敦部署100部电动汽车,使用专线充电网络
使用三元锂电池 东风俊风E17申报图曝光
不服来战2.3秒破百的怪兽 Elextra欲打造最快电动超跑
三菱:插电式混合动力小型车成本效益低
欧洲2月份电动车销量前十,雷诺Zoe、宝马i3上榜
沃尔沃表示将继续与优步开展无人驾驶车合作
济南发布充电建设实施方案,到2020年建成充电站102座
腾讯回应入股特斯拉:未来或有商业合作,暂无具体计划
马斯克发声:很高兴腾讯成为特斯拉的投资人及顾问
北京公交再添70部双层纯电动公交车
标致雪铁龙集团未来推出34款新车型 新能源占比超八成
奥迪一汽经销商3方明战:一汽要渠道 经销商争返利
沃尔沃电气化道路放弃氢能源车 坚持电池电动车
地平线在上海成立自动驾驶研发中心
北京智能汽车示范区今年底将一期完工
福田汽车与兴民智通合作发力智能网联汽车
下一篇

长安轻客刘中领:纯电动物流车火爆的时刻即将到来

长安轻客刘中领:纯电动物流车火爆的时刻即将到来


第三方登录
纯净阅读
意见反馈

反馈和建议 在线回复

第一电动网
Hello world!