電動車行業(yè)安全無小事，任何謹慎都不為過。圍繞汽車動力電池，如何平衡續(xù)航和安全兩大問題，再度成為業(yè)內(nèi)探討的話題。近來，持續(xù)多日的三元鋰電池爭議仍在發(fā)酵。為了讓討論更接近真理，頭腦風暴正在持續(xù)。2015 年2 月26 日下午，在一家咖啡店內(nèi)一場關(guān)于關(guān)于三元鋰電池安全性的頭腦風暴正在上演。事實上，電池路線之爭由來已久，這次三元材料動力電池被單獨暫停用于新能源客車，動力電池企業(yè)、整車廠、業(yè)界專家對此看法不一，甚至立刻激起眾多的不同意見站隊。

之所以會出現(xiàn)今天的暫用現(xiàn)象，究其根本還是因為有所選擇余地。據(jù)了解，目前國內(nèi)純電動汽車的電池技術(shù)路線大體上分為兩種：一種是三元電池，另外一種是磷酸鐵鋰電池。

 

從熱失控溫度來看，磷酸鐵鋰熱失控溫度高于三元體系（三元190℃，磷酸鐵鋰230℃），其正極材料安全性有優(yōu)勢。就裝車單位的電池包來看，三元電池比起磷酸鐵鋰其體積小15% 以上、重量輕20% 以上，使用三元的車輛空間活用度更大。

 

數(shù)據(jù)顯示，在全球范圍內(nèi)，三元鋰電池目前占全球性鋰離子電池市場的80% 以上。根據(jù)全球經(jīng)營咨詢專業(yè)公司ATKearney 的資料統(tǒng)計，整體鋰電子二次電池兩極材料市場中，93% 為三元電池材料，在需要較高的輸出與安全性的電動汽車用電池市場上，占有率超過81%。

 

反觀國內(nèi)市場，2015 年國內(nèi)動力電池出貨量達15.7Gwh，其中磷酸鐵鋰電池仍占主導，占據(jù)市場近69% 份額；三元材料電池出貨量占比27%。具體而言，在乘用車領(lǐng)域，電池類型則以三元材料為主，電池出貨量達1.93Gwh；在客車領(lǐng)域，主要以搭載磷酸鐵鋰電池為主，占純電動客車電池量的84%，對應(yīng)三元材料電池僅占12.9%。

 

中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍表示，從2015 年動力電池的應(yīng)用情況來看，規(guī)模達到200 多億，70% 以上為磷酸鐵鋰，尤其客車占的比重較大，乘用車更多往三元發(fā)展。但2016~2020 年的新能源客車補貼政策提出了Ekg的要求，促使客車企業(yè)向三元鋰轉(zhuǎn)移。

 

誤解還是真相？堵還是疏？

使用三元鋰電池的新能源客車是否真的安全？這一問題想必正是那些提出暫停三元鋰電池應(yīng)用的人們的顧慮所在，從技術(shù)角度來說，三元鋰電池材料的熱失控溫度確實低于LFP，容易引起火災(zāi)。

 

然而，自2011 年以后，國內(nèi)發(fā)生的電動汽車起火事故的數(shù)量來看，實際上磷酸鐵鋰電池引起的起火事故比三元電池引起的事故多。據(jù)媒體報道統(tǒng)計，自2011 年至今，在中國境內(nèi)發(fā)生的新能源車火災(zāi)事故22 起中，由磷酸鐵鋰電池引發(fā)的火災(zāi)共20 起，由三元電池引發(fā)的共2 起。

 

因此，新能源汽車的安全性并不能以單一材料來判斷。這并不科學，也無依據(jù)。“中投顧問新能源行業(yè)研究員蕭函也認為，安全性的標準不僅在于電池，還要關(guān)注電池成組的應(yīng)用安全設(shè)計是否安全。“動力電池的應(yīng)用安全是一個系統(tǒng)工程，在不能保證電池熱失控完全不發(fā)生的情況下，要通過BMS（電池管理系統(tǒng)）、TMS、熔斷保護、熱障、結(jié)構(gòu)集成等，在成組設(shè)計中設(shè)置多重的安全保證。因此，我們需要對電池的安全加以系統(tǒng)的重視，而不是孤立地討論技術(shù)路線和安全。”

 

在討論過技術(shù)路線的安全性后，作為新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，電池生產(chǎn)廠家無疑也是此次事件的“中槍者”之一。

 

按照動力電池行業(yè)發(fā)展的規(guī)律，一個電池廠的業(yè)務(wù)從新能源客車轉(zhuǎn)到乘用車需要經(jīng)過2~3 年左右的乘用車開發(fā)周期，對于已經(jīng)進行了產(chǎn)線設(shè)備、人才儲備等前期投資的電池廠而言，如果突然轉(zhuǎn)向，極有可能造成其資金周轉(zhuǎn)困難、行業(yè)冰凍的尷尬局面，電池廠甚至會面臨生死存亡的危機。另一方面，“采用三元電池的部分客戶已經(jīng)向我們要求取消或延遲訂單。”來自三元鋰電池廠商的一位業(yè)內(nèi)人士表示。

 

可想而知，這一“暫停”決定對于生產(chǎn)三元鋰電池的企業(yè)而言，影響是巨大的。“暫停補貼”之下，以三元系電池為主導的動力電池廠商何去何從？另一方面，從整個行業(yè)發(fā)展來看，這也將影響新能源行業(yè)未來發(fā)展的方向。目前國內(nèi)企業(yè)對三元鋰電池的布局進入，業(yè)內(nèi)人士擔心，如果長時間將此事擱置，將會影響整個新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步。

 

堵還是疏，并不是一個人、一個政策或是一個企業(yè)能夠決定的，要想產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，必須在遵循市場規(guī)律的基礎(chǔ)上，加以適度科學的宏觀調(diào)控。的確，目前國內(nèi)動力電池廠的三元電池產(chǎn)品的質(zhì)量的確參差不齊，尤其是復雜的三元材料對工藝要求更高，且三元鋰電池安全性能的提升需要動力電池企業(yè)和車企配合完成，但目前國內(nèi)鮮有本土動力電池廠能夠跨越這一門檻。這種“暫緩”的初衷是規(guī)范行業(yè)和市場，存在一定的必要性。

 

“安全問題的關(guān)注點不應(yīng)該完全聚焦材料，電池的產(chǎn)熱散熱是更重要的方面。”王慶生表示，“三元材料和磷酸鐵鋰等其他正極材料都有各有利弊，光拿材料說安全性太片面，材料在不同環(huán)境、結(jié)構(gòu)、體積、生產(chǎn)工藝等條件下有不同的應(yīng)用結(jié)果，這是一個很大體系的工程。我們要做的是發(fā)揮電池材料的優(yōu)勢，屏蔽劣勢。”

 

王慶生進一步解釋，材料安全不安全不是從本身的物理指標判斷，使用過程中怎么樣控制好和使用好是最重要的。三元材料本身的氧化放熱還原的溫度和磷酸鐵鋰有一定的差別，但是不代表著磷酸鐵鋰材料氧化放熱溫度高就是安全的。研究電池的安全性是從熱出發(fā)的，如果把電池本身設(shè)計產(chǎn)熱非常低，散熱又非常好，不論什么體積，用的什么材料，其實都是安全的。概念上的錯誤導致了大家認為三元材料不安全，磷酸鐵鋰也一樣存在著隱患，所以研究材料的安全性是在結(jié)合材料的物化指標，研究相配材料和產(chǎn)熱機理，散熱機理，而不是材料安全不安全，這個無從談起。

 

關(guān)于怎么提升三元材料電池體系或者各種體系電池的安全性，王慶生說，從材料選擇到電池制作，PACK 成組分配，整個系統(tǒng)控制管理、充電管理和應(yīng)用實施管理監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)組成一個大系統(tǒng)，系統(tǒng)里的每一個環(huán)節(jié)都能成為電池安全性的不穩(wěn)定因素。所以，各個環(huán)節(jié)的技術(shù)提升，產(chǎn)品質(zhì)量提升，工藝穩(wěn)定性提升，這才是最重要的。

 

“各種材料都有不安全的因素，就材料本身，三元材料和磷酸鐵鋰材料發(fā)熱熱失控的時候，熱分解的溫度會有差異，三元在溫度更低一些，磷酸鐵鋰材料可能會更高一些。另外，企業(yè)在做試驗的時候，濫用的情況下，擠壓做試驗看到的結(jié)果是三元材料會短時間內(nèi)發(fā)生更嚴重的結(jié)果。此外，安全保護措施也是十分重要的，如果有更好的安全保護系統(tǒng)，三元材料也可以實現(xiàn)更安全。”劉彥龍表示。

 

劉彥龍分析，從2015 年動力電池的應(yīng)用情況來看，規(guī)模達到200 多億，70% 以上為磷酸鐵鋰，尤其客車占的比重較大，乘用車更多往三元發(fā)展。但是2016 ～ 2020 年的新能源客車補貼政策提出了Ekg（單位載質(zhì)量電能消耗量）的要求，促使客車企業(yè)向三元鋰電池方向轉(zhuǎn)移。

 

“傳言中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會向政府建議取消三元電池屬誤傳，不論是從產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還是技術(shù)發(fā)展的角度看，三元電池依然是未來發(fā)展的方向。”劉彥龍親自辟謠。

 

如何做好三元材料電池保護措施呢？在劉彥龍看來，首先是從電池制造的環(huán)節(jié)要采取一些措施，包括生產(chǎn)的環(huán)境、生產(chǎn)材料本身閥值以及含量控制；第二是生產(chǎn)品質(zhì)監(jiān)控，包括在線監(jiān)控、一致性監(jiān)控等。這樣做成電芯以后，單個電芯一旦發(fā)生了問題，就不會引起周邊電池或整個電池組連鎖反應(yīng)，以免造成更大的傷害；第三是電池在整車應(yīng)用上要采取安全措施，一旦電池在使用過程中出現(xiàn)了問題，能讓乘客有機會、有時間撤離。

 

“怎么來保證電池包的系統(tǒng)安全呢？”馬俊峰講到，“應(yīng)該是從整車開始，在整車設(shè)計的時候電池包企業(yè)就要介入。從主動角度來說，安全問題，要將電芯、BMS（電池管理系統(tǒng)）、線速、系統(tǒng)設(shè)計等都結(jié)合在一起，這是需要我們做的技術(shù)。從被動角度來說，如果電池真出問題了，就要考慮如何保障車上的人安全逃離，所以在設(shè)計上要盡可能地延緩事故的蔓延速度。我們在考慮幾項技術(shù)，一個是外部短路的管控，還有組間的隔離，某一個電芯一個組出了問題，就不能很快地蔓延到其他的地方；還有電池包對防火性能的處理，國際上有標準，什么情況下人員是在不同的事故環(huán)境下，從車內(nèi)逃離出來，都是有標準的。”