
徐興無(wú)認(rèn)為,雖然動(dòng)力電池未來的發(fā)展是高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低成本,但前提必須是安全,如果總是出安全事故,不僅對(duì)消費(fèi)者不負(fù)責(zé),也影響整個(gè)行業(yè)的信心。目前沒有足夠數(shù)據(jù)證明811電池的安全問題得到了完全解決,所以應(yīng)該緩一緩,等技術(shù)真正成熟之后再大批量裝車。
近段時(shí)間以來,國(guó)內(nèi)已發(fā)生了多起電動(dòng)車起火事故,其中部分原因是由于搭載的三元鋰電池發(fā)生外力撞擊或高溫后起火導(dǎo)致。這也導(dǎo)致新能源車安全性、三元鋰電池安全性的話題重新引起人們的熱議。
而我們俗稱的811電池就是三元鋰電池的一個(gè)代表,全稱為NCM811三元鋰電池,即正極材料中為鎳鈷錳,同時(shí)含量比例為80%:10%:10%的三元鋰電池,是目前最高能量密度與最高技術(shù)含量的鋰電池。由于NCA電池技術(shù)壁壘高,且日企壟斷了NCA材料市場(chǎng),中國(guó)電池制造商在多重因素下,大多選擇NCM路線。
而使用NCM811電池的主要目的就是提升能量密度?,F(xiàn)在多以523和622型為主,單體能量密度在200Wh/kg,而NCM811電池一舉突破300Wh/kg,相當(dāng)于能量密度提升了50%,這相當(dāng)于同樣體積的電池倉(cāng),可以攜帶更多的鋰電池,或者大幅降低鋰電池質(zhì)量。
此外,811電池的成本也相比其他電池要更低,因?yàn)殁挼某杀疽恢痹谏蠞q,減少鈷的含量就可以降低生產(chǎn)成本。在使用811電池后,普遍成本可以降低8%的成本。以特斯拉Model 3為例,它使用的2170電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到 10%以下,甚至低于其他電池產(chǎn)商生產(chǎn)的下一代NCM811電池中鈷含量。
當(dāng)然,凡事有利就有弊。811電池盡管擁有更高的能量密度和更低的成本,但存在的安全隱患也要比其他電池更大。隨著鎳含量的提高,正極材料的穩(wěn)定性隨之下降,在遇到高溫、外力沖擊等情況時(shí),高鎳電池會(huì)存在安全隱患,且高鎳電池充電時(shí)產(chǎn)氣會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹也是一個(gè)待解的問題。作為應(yīng)用到汽車產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件,高鎳產(chǎn)品在安全方面仍然需要有更大程度的改進(jìn),可以說這是未來三年要努力克服的問題。
此前有網(wǎng)友為了驗(yàn)證三元鋰電池能否通過針刺測(cè)試,進(jìn)行了一次硬核的三元鋰電池穿刺實(shí)驗(yàn)。據(jù)博主@鋰電大全小魚介紹,其進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn)的電池為寧德時(shí)代811三元鋰電池單體。然而從鋼針剛穿刺電池后,電池內(nèi)部就發(fā)生了劇烈膨脹現(xiàn)象。而后,電池單體瞬間爆炸,同時(shí)伴隨有起火現(xiàn)象,電池開始劇烈燃燒,電池內(nèi)部物質(zhì)向外噴射而出。很顯然,該款三元鋰電池單體沒能通過穿刺測(cè)試。
當(dāng)然,完全穿刺的測(cè)試確實(shí)是相對(duì)比較嚴(yán)苛的測(cè)試方法,在日常駕駛中,哪怕發(fā)生比較嚴(yán)重的交通事故,也很難觸發(fā)這個(gè)場(chǎng)景。另外值得一提的是,不光811電池不能順利通過穿刺測(cè)試,由于三元鋰電池的特性,至今沒有任何一款鋰電池可以順利通過該測(cè)試。
根據(jù)工業(yè)和信息化部公布的GB 30381-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》中,特別提出了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn),要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸,為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。
這個(gè)夏天,廣汽新能源Aion S的車輛自燃情況案例出現(xiàn)不少,這臺(tái)車就搭載的是811電池,這讓Aion s的電池能量密度達(dá)到了180Wh/kg,在電池組容量為58.8kWh的情況下,便可以輕松突破500km續(xù)航大關(guān)。
此外寶馬X1插電混動(dòng)版本、蔚來ES6、吉利幾何A,以及剛剛上市的小鵬P7等車型,均搭載了NCM811電池,換句話說,如果想要實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的續(xù)航表現(xiàn),搭載811電池似乎是最快、成本最低的方案。
當(dāng)然,811電池的安全性就像當(dāng)年被詬病無(wú)數(shù)的雙離合變速器一樣,盡管天生就存在缺陷,但憑借著其他方面出色的表現(xiàn)依然無(wú)法令人拒絕,未來如何在續(xù)航、成本、安全等方面做出綜合考慮,對(duì)汽車廠商來說,也是一個(gè)值得思考的問題。
不過,隨著近些年補(bǔ)貼退坡以及三元鋰電池頻繁發(fā)生起火事故,不少車企制造廠商又重新把目光投在了磷酸鐵鋰電池身上。
相較于三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池的能量密度和低溫放電性能的表現(xiàn)要差一些,同時(shí)充電速度方面也不具備優(yōu)勢(shì),但磷酸鐵鋰電池存在天生的優(yōu)勢(shì)——安全性。相比之下,磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的:當(dāng)電池溫度處于500-600℃高溫時(shí),其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解,因而基本不會(huì)存在自燃的問題。
此前幾年,因?yàn)槟芰棵芏鹊秃投炷偷蜏匦Ч缓?,成本更低的磷酸鐵鋰電池還被看作是低端電池的代表,只有少部分廠商運(yùn)用在低端車型上。然而隨著技術(shù)的提升,磷酸鐵鋰電池的性能也得到了快速發(fā)展。以磷酸鐵鋰電池為基礎(chǔ)的比亞迪的“刀片電池”就是很好的例子,不僅可以順利通過“針刺測(cè)試”,還可以將車輛的續(xù)航能力提升50%,在安全性和能量密度方面做到了很好的平衡。