厘清“三元锂电”困惑之后,动力电池及新能源汽车产业当如何发展

刘志鹏

电池技术路线之争由来已久,三元材料动力电池被单独暂停用于新能源客车,立刻激起业内广泛争议。2月26日,第一电动网在北京举办“三元材料电池安全性之辩”沙龙,来自动力电池、整车、科研等领域的精英代表共聚一堂,把脉动力电池技术及市场发展。【点击查看:三元材料动力电池专题

参与沙龙讨论的嘉宾包括:中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙、伯坦科技创始人聂亮、北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰、北京佐思信息咨询有限责任公司首席顾问佟子谦、俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院王庆生、远东福斯特新能源有限公司销售总监谭浩海、比克电池研发中心副高级工程师宋华杰。第一电动网CEO邱锴俊担任沙龙主持。

“三元材料电池安全性之辩”沙龙

“三元材料电池安全性之辩”沙龙现场

在上半节的讨论中,嘉宾们各抒己见,首先从动力电池材料本身的物理及化学属性、磷酸铁锂和三元材料电池电芯单体、pack(电池包),以及整车层面等全方位解析和厘清了“三元锂电”之争这一行业性话题。(参见《干货解读:三元材料到底是什么鬼,为什么会招惹安全是非?》)接下来,在厘清了以上思路以后,对于“安全性”这一核心关切,如何做到提升和保障?嘉宾各自再次给出了自己的意见和建议:

王庆生:电池厂商真正搞明白“电池的机理和生产流程”很重要

俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院王庆生

俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院 王庆生

怎么样提升三元材料电池体系,或者各种体系电池的安全性,刚才各位都在讨论,我想大家都知道这是一个系统性、体系化的问题,从材料的选择到电池的制作,pack的成组分配,整个系统的控制管理和应用的实施管理监控,这是一个大系统,包括充电的管理。

这个系统每一个环节都能造成电池的安全性的不稳定因素,有简单的例子,从材料来做,正级选择了,负级选择了,电解液选择了,四大材料,五大材料,制作过程中材料之间的匹配性,在制作工艺中,制作过程中的环境,再做成电池。我去看了很多的厂家存在很多问题。现在行业内更多的电池厂,大大小小不小于三千家,包括注册不注册的,太多的电池生产厂商不知道电池机理和原理是什么,也不知道为什么要这样做,问他为什么这样做,说他们这样做所以我也这样做,这个话让你觉得很无语,肯定会出问题的。

环境的控制,化成制度的原因,我问为什么这样化成,别人家的工艺就是这样的,这都是造成不安全的因素。

动力电池和数码电池完全不是一类电池,功能性电池和储能电池也不是一类电池。刚才说了大家还在讨论电池为什么三元体系材料和磷酸铁锂体系的,到底有什么差别,刚才大家说电压,能量密度有差别,其实还有更多的差别,这是从表征上看到的,离子扩散速度,低温电子导电率,包括不同环境内,不同环境下,之间的极化产生的原因都不一样,我们是说日韩企业做的就好了,他们也就是把三元材料的特性抓住了,应用,特性都拿出来以后做。

不是说韩国,日本,做三元电池就没有问题,我看来也有他的问题,我说我们要把我们的问题导出来,我们怎么去解决。而且这个行业内的各位同仁要有共识,要认识到我们的差距,但是现在我就看了很多的厂,都是一个状态,这是我们最担心的,所以说下一步我们电池到底怎么做得更安全,我觉得就是不论做哪一种产品,技术提升,产品质量提升,工艺稳定性提升,这才是最重要的。

刘彦龙:从生产、品控、失效保护,到电池包及整车全方位考虑

中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙

中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙

首先是从电池制造的环节要采取一些措施,一个是生产的环境,对生产材料本身的阀值,含量的控制。第二是从生产的品质的监控,在线监控,一致性监控都是需要做工作的。做成电芯以后,每个电芯一旦发生了问题的话,不至于引起整个电池组,或者其他周边的电池引起连锁反应,造成更大的伤害。再一个是从电池在整车上的安全措施,一旦这个电池在车上使用发生了问题,一定的时间内,乘客有机会撤离,不造成更大的伤害。

总结起来,一个是首先电芯的制造,pack的制造要采取安全措施,车上的应用要采取相关的一些措施。

马俊峰:整车设计时电池包企业就应该参与

北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰

北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰

我们真正的产品是电芯,给到客户是电池包,是一个系统工程。电池材料是一部分,但是生产出来,工艺上的保障更重要。即便是一个好的材料,好的设计,放在不同的工厂里生产,最后出来的结果是完全不同的东西,相信在座很多都是电池厂的专家,应该都知道里面的一致性的问题,生产线的问题。

电池包怎么保证系统安全,以我们的经验,应该是整车在开始,整车设计的时候电池包企业就要介入。安全的问题,从电芯,BMS,线速,系统的设计和整个的配合结合在一起的,这是从主动的角度来说要做的技术。被动的角度来说,如果出问题了,人能不能出来,设计要尽可能的延缓事故的蔓延速度。我们在考虑几项技术,一个是外部短路的管控,还有组间的隔离,某一个电芯一个组出了问题,不能很快的蔓延到其他的地方。还有电池包对防火性能的处理,国际上有标准,什么情况下人员是在不同的事故环境下,从车内逃离出来,都是有标准的。希望借着安全的话题,整个行业针对我们做的产品,把安全性提升到最高的高度来。

宋华杰:电池厂商要自检自测,行业加大监管和标准制定

比克电池研发中心副高级工程师宋华杰

比克电池研发中心副高级工程师宋华杰

说到安全性从三个部分来说。首先,单体的结构来说,做结构设计的时候会想到一个电池确实一旦发生了失效,怎么能够自己保护,自己预防。举个例子,现在用的18650电池,有一个防线,设计了CID,电流截流装置,一旦电流过大会自动断开。

第二,关于材料选择这块,我们选了正级,负级,对材料进行了改性,而电解液是最容易出事的,可以添加一些添加剂。通过自己的研发,添加一些氟化物进去,阻燃剂的添加、增加陶瓷隔层,以及对正级进行一些稳定结构的元素进去。

第三,锂电池的生产过程是非常复杂的,过程很长,工序中有几个问题需要重点说一下。车间的温湿度和粉尘,金属异物,尤其是金属异物,制造的过程中遇到电池中会造成内短路,电池最危险的就是内短路,发生了内短路正负级会解除导致电池失效。此外,电动车使用的过程中不是单个电池,是成千上万的电池进行串并联,进行了DMS设计的时候要温度管控,要探索温度,一旦哪个模组出现了问题,能够迅速的进行报警,预警是DMS需要加强的。

电池做出来了,这个东西做完了安全不安全,还要进行一系列的监测,而不是做完了就出厂。作为负责任的工厂来说,自己的内部要进行一系列的安全测试,进行性能测试。比如按照国家规定的一些标准,进行这些标准的测试。

最后,希望相关部门加大这块部门的监管,拿到证书进行测试。而对于目前市场上出现的一些电池失效,比如汽车燃烧爆炸的事情,到底是哪个方面出现的。针对这个出现的项目、这一点上制定一个新的标准,或者是对以前已有的标准觉得不够的进行修订,加严标准的控制,用这个控制来提升这个产品的品质和质量。

谭浩海:自动化生产+科学管理+企业社会责任意识

远东福斯特新能源有限公司销售总监谭浩海

远东福斯特新能源有限公司销售总监谭浩海

目前新能源行业的焦点是自燃,从源头抓起。从设备的自动化程度、管理系统的引入,以及充电桩的配套,这几个板块都是缺一不可的。除了将这几块整合起来,还要看企业的社会责任意识。我认为这一点很关键,企业究竟是为了乘这个行业的趋势大捞一笔,还是真正想为新能源汽车产业尽自己的一份力量。

佟子谦:标准和法规的制定及完善要加快

北京佐思信息咨询有限责任公司首席顾问佟子谦

北京佐思信息咨询有限责任公司首席顾问 佟子谦

我们从另一个角度看,安全性方面,标准和法规是不是完善的。我觉得在安全性的层面大家要注意,标准和法规是要先行的,没有这些东西会良莠不齐的。不论是哪个方面,标准法规是衡量的尺度,这个必须要完善。我们在这个过程现在相对还是滞后的,我们的标准是最多的,多不代表是掌握了最核心的。举个例子来讲,我们看到了前面电芯的标准,没有pack的,去年才出了pack的,运营的标准呢?电池里面电芯、材料是一个环节,pack是一个环节,运营、使用和维护,充电,都是各个环节,都是需要在安全标准环节更进一步的体现的。

聂亮:10年的发展不容易,需要信心坚定地走下去

伯坦科技创始人聂亮

伯坦科技创始人 聂亮

安全性的问题,首先从安全本身来讲,有使用才有安全的问题,如果这个行业将来是死掉的,现在根本不需要谈安全。

第一首先要承认电池是不安全的,哪怕做到1ppm,0.3ppm,电池还是会燃烧。燃烧的情况下pack要进行防护,这是pack要做的。第二,实际使用当中,很多情况是车先烧起来,而不是电池先烧起来,这个时候要隔绝,如整车的内饰织物。

此外,我们必须得改变“老外的就是牛逼的”这种固有思维。日韩的电池除了有个别不知名的,我都测过,水平也就是这样,如果他们是100分,国内的主流大概是95分。实际上,包括三星、LG这样的企业在内,相对来说国内的pack水平在世界上是一流的。

还有,我们也要认识到这个里面出问题是对的,也是必然的。世界前几位的电池都出过问题,不可能不出问题的。在此情况下,我们尽量把问题减小到最低,原则是不伤人。新能源汽车是一个过程积累过来的,2016年到2020年是很关键的,行业好不容易在十城千辆,2013-2015年一轮中树立了信心,这个时候最荒的不是技术问题。技术从来不是问题,荒的是信心没有了。

这个行业还是需要静下心来,电池,我讲了电池是一个小孩,优生优育,电池厂负责优生,材料要好。怎么样叫材料好,电池厂知道吗?根本就没有使用过怎么会知道,这是使用过程的问题。第二是制程要稳定,第三是要有售后。

现在是电动汽车,可以做到比汽油车安全,这是可以百分之一百肯定的,甚至是百分之一千的肯定。同样的一种极端环境,掉水里了,冲火盆里了,两台车正面相撞,电池本身来说可以做到比汽油车的油箱安全。这里有很多的误区,车烧了,跟电池一定有关系吗?就电池来说,充电,使用,维护,电池的防护水平是可以做到的。

还是希望整个行业持续的往前推进,所有的问题都是前进中的问题,坐在那边不会有问题。只要前进了永远有问题,问题出现了就需要克服。

没有一个国家这样坚定的扶持,十年了,国家领导人都是聪明绝顶的,认准了这个方向让大家做,希望电芯厂不要停下来,大家不要对这个有怀疑,一定要坚定信心,市场大得很。科技部万钢部长上去之后十几年间太不容易了,好不容易看到一点曙光,行业有信心了,参与的人多了,资本进来了,左边一个坑,右边一个坑,没有关系的,大家齐心协力这些坑都可以过去。

相关阅读:《干货解读:三元材料到底是什么鬼,为什么会招惹安全是非?》

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