动力电池行业：还需翻过技术和安全两座大山

图片来源于“123rf.com.cn”技术的不断进步和产品安全性能的提高一直是动力电池行业发展的关键，是行业内外关注的热点问题，也是中国电池联盟研究的重点方向。在近日举行的新能源锂电池材料产业论坛上，中国汽车技术研究中心王芳等专家向中国电池联盟畅谈了她对动力电池技术和产品安全的看法。首先是技术问题。数据显示，2017年，国内新能源汽车产销分别达到79.4万辆和77.7万辆，与其配套的动力电池装机容量达到367亿瓦时。据估计，到2020年，动力电池的需求将达到1000亿瓦时左右。一位锂电池专家认为，动力电池技术的问题在于能量密度不足。截至目前，磷酸亚铁锂负载电池的能量密度基本为145Wh/kg，三元电池为185Wh/kg。2017年纯电动乘用车数据显示，224款车型装载的三元电池数量为199个，占总车型的88.8%。同时，能量密度在120-150 Wh/kg之间的模型占总模型的27%。磷酸铁锂电池的技术成熟度和安全性相对较高。在动力电池的全生命周期性能中，测试和评估分为可用性、可控性和危险性评估三个方面。在封装结构方面，柔性电池的组效率高于其他封装结构。2016-2018年，电池的分组率从0.63提高到0.74，包括磷酸亚铁锂和三元电池。2017年，对145个电池系统的数据进行了比较。电池的平均能量密度为173Wh/kg，然后对系统进行细分。在磷酸亚铁锂中，电池的平均能量密度为144Wh/kg，系统级为117Wh/kg，分组率高达81.5%。磷酸铁锂电池的最高分组率可达85%。三元单体为183 wh/kg，系统级为115 wh/kg，分组率为0.64。三元电池的安全性较差，热失控点远早于磷酸亚铁锂。三元电池对安全集成技术的重要性导致系统集成中附加事物的增加，从而降低了三元电池的分组率。关于方形、圆柱形和软包装的争议，王芳认为方形、软包装和圆柱形电池之间的竞争是一件好事，可以促进技术发展。从单体到系统，圆柱体的分组率不是特别占主导地位，软袋略占主导地位。她数了数90多个电池组，其中只有三个是风冷的，其他都是自然冷却的，与2016年初完全不同。2016年初，选择液冷的乘用车越来越多。2017年，受补贴等因素影响，选择液冷和风冷的人越来越少，选择自然冷却的人越来越多。上述锂电池专家认为，动力电池技术需要从三个方面进行攻关，一是能量密度性能，二是安全性，三是寿命。二是产品安全。对于动力电池来说，首要问题是安全性，这与其能量密度和功率密度密切相关，其经济性与其寿命和低成本有关。一位电池专家表示，产品安全是一票否决，然后是电池寿命，第三是加速，第四是全寿命，第五是方便，第六是适用性，第七是环境友好。从整车的实际应用来看，整车的性能包括加速性能、动力性、安全性、经济性和使用寿命。其中最重要的是安全。国家新能源重点专项布局提出了300瓦时/公斤的概念，这是在产品层面。该产品要求满足300Wh/kg的关键指标，同时满足整车使用要求，满足电池安全和寿命的基本要求。她还从测试和评估的角度阐明了安全指标。她认为，电池的安全事故最初都是由热失控引起的，现在的评估是从材料、电池、BMS和系统到多……

-水平热特性和热安全与热失控之间的对应关系，材料的热稳定性，电池在其整个生命周期中的热安全，BMS的热管理，最后是系统热稳定性和控制热失控能力的评估。在不同的充电和放电电流下，产生的速度、功率和热量都不同。有必要了解每个电池中发生热失控的点、电池中热失控的趋势和可能性、温度范围、到另一个电池的传播路径，以及传播速度和热传递。这是设计热管理可用评估的最基本手段。关于电池是否安全，电池专家认为，安全是一个相对的概念，而不安全是绝对的。如何提高电池的安全系数，减少隐患，是一项系统工程。为了找到热失控的关键点，有必要有足够的时间让人们逃离。这就是电动汽车的安全概念。世界上只有一条安全法规，那就是人身安全，不考虑财产安全。人们能逃多久？现在是开车时从车里逃到安全区域的时候了。上述锂电池专家也持相同观点。最后，她透露，中国目前正在制定国家标准，审查后将上报世贸组织征求国际意见，最终成为强制性安全标准。此外，电动汽车管理系统的功能安全标准也正在制定中。

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