制約新能源汽車快速發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸什么時候才能解決?
隨著新能源汽車推廣應(yīng)用數(shù)量的快速增長,動力電池安全事故成為制約新能源汽車快速發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸之一,同時也嚴(yán)重威脅著乘員的人身安全。
在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”專項(xiàng)“電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行安全與互聯(lián)互通技術(shù)”項(xiàng)目的大力支持下,國電南瑞科技股份有限公司項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)提出了一種多時間尺度鋰離子動力電池充電安全隱患預(yù)警方法,建立了電動汽車與充電基礎(chǔ)設(shè)施、一體化監(jiān)控平臺的交互響應(yīng)機(jī)制,其關(guān)鍵技術(shù)的突破將大幅提升動力電池應(yīng)用的安全性和可靠性。
項(xiàng)目開展了動力電池過充電條件下熱失控機(jī)理及不同應(yīng)力作用下性能衰減機(jī)理研究,建立了較為完善的動力電池安全特征參量表征體系;綜合利用車輛實(shí)時和歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析動力電池特征參數(shù)與安全隱患的耦合特性,建立了一種動力電池系統(tǒng)安全運(yùn)行的監(jiān)測方法;借助容量增量曲線特征參數(shù),建立了基于支持向量機(jī)的動力電池健康狀態(tài)診斷方法,實(shí)現(xiàn)了動力電池劣化模式的識別;針對高比能動力電池容量突變產(chǎn)生安全隱患的問題,開發(fā)基于分位數(shù)回歸的容量加速衰退識別預(yù)警技術(shù),結(jié)合電池健康狀態(tài)評估、加速衰退識別與電池實(shí)時運(yùn)行狀態(tài),形成了一種多時間尺度動力電池安全風(fēng)險(xiǎn)評估和預(yù)警方法,有效地提升了動力電池使用的安全可靠性。
新能源汽車頻繁起火背后,是主機(jī)廠和電池廠為了獲得更高的補(bǔ)貼而盲目追求電池能量密度的提高。
“產(chǎn)品質(zhì)量問題是近期新能源汽車起火事件的主要原因。”中科院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高直言不諱地說,部分企業(yè)為獲得補(bǔ)貼盲目追求高比能量,縮短電池產(chǎn)品測試驗(yàn)證時間,技術(shù)驗(yàn)證周期偏短導(dǎo)致了技術(shù)驗(yàn)證不足、工程解決方案不成熟,是造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的主要原因之一。
據(jù)高工鋰電不完全統(tǒng)計(jì),自2018年以來,國內(nèi)外發(fā)生的電動車起火事故超過30起,事故范圍涉及到乘用車、客車、物流車等不同車型。梳理分析上述電動車起火背后的原因,大部分最終都指向了動力電池,或者因?yàn)殡姵氐穆┮海蛘咭驗(yàn)殡姵馗邷?,或者因?yàn)檫^充。既有電池本身環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題,也有使用環(huán)節(jié)的不當(dāng)操作。
值得注意的是,接連頻發(fā)的電動車安全事故,已經(jīng)引起了政策層面的高度關(guān)注。
工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副司長羅俊杰明確表示,將加大新能源汽車的監(jiān)管力度,具體將從安全排查、安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、體制機(jī)制等三方面著手。
一是要開展新能源汽車安全專項(xiàng)排查,發(fā)揮新能源汽車監(jiān)控平臺的作用,完善安全預(yù)警機(jī)制,確保安全隱患及時消除,保障新能源汽車的安全運(yùn)行。
二是要健全新能源汽車安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,加快推進(jìn)新能源汽車安全強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施,健全充電設(shè)施的安全標(biāo)準(zhǔn),完善充電設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)和操作規(guī)范。
三是要進(jìn)一步完善體制機(jī)制,配合有關(guān)部門建立健全新能源汽車、保險(xiǎn)、消防救援、年檢、產(chǎn)品召回等制度,督促生產(chǎn)企業(yè)提高售后服務(wù)的保障能力建設(shè),提升新能源汽車的安全運(yùn)行水平。
不過,建立監(jiān)管機(jī)制之后,如何落地執(zhí)行才是關(guān)鍵,同時處罰措施也要跟上,否則難以對新能源汽車市場亂象產(chǎn)生根治作用。
下面就來看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
1、多層碳納米管薄膜截停鋰枝晶
《自然?通訊》近日發(fā)表了軍事科學(xué)院、武漢理工大學(xué)等單位聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的研究成果,他們合成了一種多層碳納米管薄膜,能夠自組裝在金屬鋰負(fù)極表面,截停鋰枝晶。
該團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)出擁有親鋰憎鋰“雙重性格”的梯度金屬鋰保護(hù)膜,底部是具有親鋰性能的納米氧化鋅/碳納米管復(fù)合層,頂部是憎鋰強(qiáng)度高達(dá)8GPa的碳納米管層。該保護(hù)膜可以長期有效抑制鋰枝晶生長,確保電池獲得極高安全性,以及接近100%的充放電效率。
點(diǎn)評:金屬鋰具有最高的理論比能量,被公認(rèn)是最具前景的下一代高能量電池負(fù)極材料,之所以難以應(yīng)用,是因?yàn)榻饘黉囋谘h(huán)充放電下產(chǎn)生鋰枝晶刺穿電池。如果有材料或方法能夠有效抑制鋰枝晶的產(chǎn)生,那就可以大大降低電池安全風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)金屬鋰電池的產(chǎn)業(yè)化。
2、中科院研發(fā)出黏土礦物超親電解液鋰電池隔膜
日前,中科院蘭州化學(xué)物理所研究員張俊平團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種黏土礦物超親電解液鋰電池隔膜,可有效抑制聚硫化物穿梭等鋰硫電池應(yīng)用問題。
該團(tuán)隊(duì)首次將鋰皂石應(yīng)用到鋰硫電池中。研究表明,該黏土礦物超親電解液隔膜對聚硫化物穿梭具有明顯的抑制作用,同時具有較高的電導(dǎo)率、超親電解液性和較高的熱穩(wěn)定性。將其應(yīng)用于鋰硫電池時,在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能和抑制自放電等方面均表現(xiàn)優(yōu)異。
此外,該隔膜具有較好的普適性,可通過簡單的涂覆法制備,在磷酸鐵鋰和鋰硫電池中均表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。
點(diǎn)評:鋰硫電池具有高理論比容量和能量密度等優(yōu)點(diǎn),然而,聚硫化物穿梭嚴(yán)重和硫?qū)щ娦圆畹葐栴}制約了其實(shí)際應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的鋰電池隔膜雖然名字非常怪異,但若能有效抑制聚硫化物穿梭,無疑具有更高的產(chǎn)業(yè)化價值,值得進(jìn)一步研究。
3、比克預(yù)計(jì)明年量產(chǎn)“超級電池”
比克電池與獲得世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)技術(shù)先鋒獎的美國新能源創(chuàng)新企業(yè)CadenzaInnovation在北京舉行戰(zhàn)略合作簽約儀式,雙方將合作生產(chǎn)更高安全、更低成本、更高能量密度的“超級鋰電池”及模組。
根據(jù)協(xié)議,雙方將優(yōu)化CadenzaInnovation的新型鋰電封裝技術(shù),并由各自在美國和中國建立的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)于全球范圍內(nèi)開展工作。比克電池用于“超級電池”和模塊的生產(chǎn)線已在鄭州比克工業(yè)園開工建設(shè),預(yù)計(jì)明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
比克當(dāng)前量產(chǎn)的三元材料18650-2.75Ah電芯產(chǎn)品,比能量高達(dá)232Wh/Kg,可為電動汽車提供500公里的最高續(xù)航。
點(diǎn)評:盡管比克并未透露明年量產(chǎn)的“超級電池”的材料體系,但根據(jù)現(xiàn)有的鋰離子材料體系以及技術(shù)發(fā)展趨勢來看,有可能是高鎳三元電池,借助CadenzaInnovation的新型鋰電封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量密度的提升。不過與特斯拉當(dāng)前采用的松下圓柱電池相比,國產(chǎn)鋰電池的能量密度還存在較大差距,產(chǎn)品安全性和一致性也有待提升。因此中國電池企業(yè)應(yīng)該將重點(diǎn)放在提升產(chǎn)品安全性方面,而不是盲目追求高能量密度,避免出現(xiàn)安全事故。













