钜大LARGE | 点击量:1367次 | 2020年12月15日
电动汽车频繁出现自燃或者爆炸背后的原因
新能源技术路线选择
核心提示:在三元锂离子电池大规模应用之前,磷酸铁锂离子电池是动力锂电池的主流产品线,比亚迪早年也开始做磷酸铁锂离子电池。磷酸铁锂离子电池具有成本低、稳定性好、安全可靠等优点。然而,磷酸铁锂离子电池的重要缺点是能量密度低于三元锂离子电池,这是由其材料特性决定的。电池续航里程是电动汽车最大的痛点,电池系统对提高电动汽车能量密度的重要性不言而喻。假如不新增电池的能量密度,同样功率的电池会变得更重,这将导致电动汽车100公里的能耗新增。更重的电池会消耗大量的能量,而更重的电池会占用更多的空间,导致更紧凑的车身容量。
电动汽车频繁发生自燃或爆炸有两个原因:
1)电池能量密度新增,电池稳定性下降;
2)电池管理系统(BMS)技术不达标。
首先,电池的能量密度太高。目前,电动汽车上使用的动力锂电池有两种:磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池。
在三元锂离子电池大规模应用之前,磷酸铁锂离子电池是动力锂电池的主流路线,比亚迪早年也生产磷酸铁锂离子电池。磷酸铁锂离子电池具有成本低、稳定性好、安全可靠等优点。然而,磷酸铁锂离子电池的重要缺点是能量密度低于三元锂离子电池,这是由其材料特性决定的。
电池续航里程是电动汽车最大的痛点,电池系统对提高电动汽车能量密度的重要性不言而喻。假如不新增电池的能量密度,同样功率的电池会变得更重,这将导致电动汽车100公里的能耗新增。更重的电池会消耗大量的能量,而更重的电池会占用更多的空间,导致更紧凑的车身容量。
例如,bydtangEV600的电池功率为82.8kwh,系统的能量密度为161kwh,电池重量为514kg,而tangEV600只有2295kg,光电池占了将近1/4。161kwh系统的能量密度已经被业界认为很高。能量密度越低,电池重量越重。
因此,在过去几年里,政策指导一直是鼓励更多的能源密集型发展,包括新的能源补贴,这也为能源密集型电池供应了更多的电力。三元锂离子电池由于具有较高的能量密度上限而发展迅速。
什么是三元,三元是指正极采用镍、钴、或镍、钴、铝三种材料,按一定比例形成化合物。目前,NCM三元电池重要在我国使用,而特斯拉使用松下的NCA三元电池(N/C/M/A分别指镍、钴、机械和铝)。
以NCM三元电池为例,三种材料比例的不同也会导致电池能量密度的不同。镍的含量越高,电池的能量密度越高。这也是行业从之前的532和622三元材料升级到811三元材料的开始(811代表N/C/M三种材料的比例为8:1:1,还有其他类似的原因)。然而,镍的比例越高,阳极材料的热稳定性越差,安全风险越大。因此,电池的能量密度和安全性总是要权衡的。
当然,解决方法包括使用新的电解质、新的阴极材料、表面涂层等技术,但目前的成本和技术问题难以大规模应用。
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