磷酸鐵鋰電池要安全的多，為什么燃燒或爆炸的新能源汽車中也有用磷酸鐵鋰電池的？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-15 16:36
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新能源汽車最近因?yàn)槎嗥鹌鸹鹗录俅我l(fā)人們對(duì)新能源汽車安全性的廣泛關(guān)注和擔(dān)憂。
瓦叔得到的消息是，今年以來(lái)，新能源汽車頻繁出現(xiàn)起火事件，讓有關(guān)部門不得不重新審視動(dòng)力電池安全性問(wèn)題，未來(lái)可能將淡化補(bǔ)貼與能量密度關(guān)系，進(jìn)一步提升安全性的權(quán)重。
最近新能源汽車頻繁曝出起火事件，從車型上看，有客車，有乘用轎車，從配套的電池上看，有三元電池，也有磷酸鐵鋰電池。
電池行業(yè)普遍達(dá)成的共識(shí)是，三元電池相對(duì)于磷酸鐵鋰電池安全性較差，但是最近幾年三元電池因?yàn)楦吣芰棵芏鹊奶烊粌?yōu)勢(shì)，逐漸成為新能源汽車采用的主流動(dòng)力電池。
如果想讓新能源汽車充一次電行駛更遠(yuǎn)的里程，就必須提高單位電池重量中的能量密度。
那么如何提高能量密度呢？
三元?jiǎng)恿﹄姵?/a>材料主要包括三種元素——鎳、鈷、錳，如果要提高能量密度，必須提高鎳元素的比例。
以前，三元材料中鎳、鈷、錳的組合比例主要是3：3：3，雖然安全性能較高，但是能量密度較低。此后，為了提高能量密度，電池企業(yè)開始將鎳、鈷、錳比例逐漸變成5：2：3、6：2：2、8：1：1。因?yàn)殒囋剌^為活躍，隨著鎳量的增加，在能量密度提高的同時(shí)，電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。
那么電池為什么會(huì)燃燒，甚至爆炸？
可以將電池組理解成汽油箱一樣，是一種含高能物質(zhì)的部件。鋰離子電池中的電解液是用有機(jī)溶劑配制而成，其易燃的程度不亞于汽油。
電池正極的氧化劑和負(fù)極的還原劑只隔一層微米級(jí)厚的隔膜，一旦短路就會(huì)生熱；充放電時(shí)，電池內(nèi)阻也會(huì)生熱。在達(dá)到一定溫度時(shí)，正極上的氧化劑會(huì)與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。大量的化學(xué)反應(yīng)熱會(huì)造成熱失控，產(chǎn)生大量氣體，進(jìn)而導(dǎo)致氣壓升高，電池破裂，繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。
按照中國(guó)工程院院士楊裕生的權(quán)威說(shuō)法，使用熱失控溫度越低的正極材料，電池的安全性越差。特斯拉用的三元鋰離子電池，熱失控溫度不足200℃，尤其是三元材料在達(dá)到一定溫度時(shí)還會(huì)分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧，即使在沒(méi)有外界氧氣供應(yīng)的情況下，這種電池內(nèi)部就完整地具備燃燒三要素。
麻煩的是，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，并沒(méi)有太好的辦法來(lái)解決三元電池這一安全性問(wèn)題。
而磷酸鐵鋰電池不同，它和三元電池，分別可以視為安全性與高性能的產(chǎn)品代表。
在中國(guó)工程院院士楊裕生看來(lái)，在磷酸鐵鋰電池中，磷酸鐵鋰分子里的氧被牢固地束縛在磷酸根中，很難成為助燃劑，磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度要高得多，在700度以上才會(huì)分解燃燒，其安全性高得多。
既然磷酸鐵鋰電池要安全的多，為什么最近頻繁燃燒或爆炸的新能源汽車中也有采用磷酸鐵鋰電池的？
從技術(shù)角度來(lái)看，磷酸鐵鋰電池比三元電池要安全的多，但是并不代表廠商做磷酸鐵鋰電池的質(zhì)量能跟得上。
過(guò)去幾年，因?yàn)樾履茉雌嚠a(chǎn)銷量增長(zhǎng)迅猛，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)投資被廣泛的帶動(dòng)起來(lái)，廠家魚龍混雜，為了拿補(bǔ)貼，許多磷酸鐵鋰電池廠家不惜犧牲質(zhì)量，大干快上增加產(chǎn)能。當(dāng)然三元電池同樣存在這一問(wèn)題。
在9月17日舉行的清華大學(xué)汽車工程系和媒體座談會(huì)上，另一位權(quán)威專家、中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高說(shuō)，目前新能源汽車補(bǔ)貼政策，導(dǎo)向不大合適，雖然補(bǔ)貼跟能量密度掛鉤，總體方向是對(duì)的，但是要符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，能量密度提升的節(jié)奏要穩(wěn)，不能提得太快。太快，企業(yè)就跟不上，沒(méi)有時(shí)間驗(yàn)證產(chǎn)品的成熟度。
而在中國(guó)工程院院士楊裕生看來(lái)，與磷酸鐵鋰電池技術(shù)路線不同，從技術(shù)層面看，三元電池本身存在安全的缺陷，暫時(shí)是無(wú)法解決的。
電池行業(yè)有一種戲稱：
未來(lái)三元電池能否被大量應(yīng)用的關(guān)鍵因素并不在于電池本身，而在于車輛的逃生系統(tǒng)以及相關(guān)的保險(xiǎn)體系是否完善。
雖然安全性問(wèn)題還沒(méi)有得以很好的解決，但是過(guò)去幾年三元電池因?yàn)槟芰棵芏葍?yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中的比重卻在不斷提升。
今年前8個(gè)月，中國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)38.52GWh，其中三元電池累計(jì)生產(chǎn)20.12GWh，占比上升到了52.23%；磷酸鐵鋰電池累計(jì)生產(chǎn)17.78GWh，占比下降到了46.17%。其中8月份三元電池占比更是上升到了63%。
而2016年，三元?jiǎng)恿﹄姵卣急冗€只有22%。
中國(guó)工程院院士楊裕生說(shuō)，近幾年我國(guó)出現(xiàn)“人造三元風(fēng)”，之所以說(shuō)“三元風(fēng)”是“人造”的，是因?yàn)樗皇且蚣夹g(shù)優(yōu)勢(shì)自然形成的，而是片面追求純電動(dòng)長(zhǎng)里程政策引導(dǎo)的結(jié)果。
所以他強(qiáng)烈建議我國(guó)應(yīng)將磷酸鐵鋰電池作為發(fā)展重點(diǎn)。
“五一”期間，北京市朝陽(yáng)區(qū)蟹島度假村停車場(chǎng)發(fā)生電動(dòng)客車連環(huán)起火事件，燒毀新能源汽車89輛，按照一輛電動(dòng)客車上百萬(wàn)元價(jià)格估算此次火災(zāi)損失近億元。雖然事后，交警稱因柳絮堆積導(dǎo)致火災(zāi)，但人們對(duì)新能源汽車的電池安全依然存在深深的疑問(wèn)。
動(dòng)力電池的安全性更多取決于材料自身與制造工藝，而鈦酸鋰電池具備的高安全性，有效地解決了安全隱患對(duì)于新能源電池推廣應(yīng)用帶來(lái)的困擾。鈦酸鋰電池在最重要的安全性方面，有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。鈦酸鋰電池技術(shù)市場(chǎng)接受度不斷提升，目前已經(jīng)與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池一起在動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)形成三足鼎立的局面。
未來(lái)，電動(dòng)汽車將是國(guó)家踐行“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的發(fā)展趨勢(shì)，也是行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，給運(yùn)營(yíng)企業(yè)更多保障能增加客戶對(duì)電動(dòng)汽車的信心，也更能促進(jìn)我國(guó)新能源汽車的發(fā)展。從最近的電動(dòng)汽車安全事故中我們應(yīng)該警醒，解決電池的安全性問(wèn)題是首要，能量密度的大幅度提升步伐可適當(dāng)放緩，電池的可靠性和耐用性應(yīng)該放在更重要的位置予以關(guān)注。高能量意味高風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)力電池安全高于一切。
