為什么電池成為了新能源的桎梏？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-20 10:42
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眾所周知，新能源汽車的的優(yōu)勢(shì)就在于相較于以汽油為燃料的車更加低碳環(huán)保。它采用的是非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，如鋰電池、氫燃料等。鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域也非常廣泛，除了新能源汽車之外，手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、移動(dòng)電源、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具等等。
目前，無(wú)論是全球知名的特斯拉亦或者國(guó)內(nèi)知名的小鵬汽車、蔚來(lái)汽車以及比亞迪等主流的新能源汽車使用的都是鋰電池。這些新能源汽車廠商使用的鋰電池按照正極材料分類又可以分為：
磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池（包括NCA和NCM）、錳酸鋰池、鈷酸鋰池、鎳氫電池、鈦酸鋰池等。其中，特斯拉、北汽E200／150、廣汽傳祺GA5EV、北京奔馳、華晨寶馬5系、蔚來(lái)汽車等使用的都是三元鋰電池。而曾經(jīng)使用磷酸鐵鋰電池的比亞迪也在后來(lái)轉(zhuǎn)向了三元鋰電池陣營(yíng)。
但是無(wú)論是三元鋰電池亦或者磷酸鐵鋰電池，都躲不開(kāi)易燃易爆的隱患。
鋰是世界上最活潑的金屬，由于其化學(xué)特性太活潑，當(dāng)鋰金屬暴露在空氣中時(shí)會(huì)與氧氣產(chǎn)生激烈的氧化反應(yīng)，因此容易產(chǎn)生爆炸、燃燒等現(xiàn)象。此外，鋰電池充放電過(guò)程中內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，爆炸和自燃主要都是因?yàn)殇囯姵匕l(fā)熱后所累積起來(lái)、來(lái)不及擴(kuò)散和釋放所導(dǎo)致的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是鋰電池在充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高以及單體電池之間的溫度不均勻，從而造成電池的新能不穩(wěn)定。
今年8月，蘋(píng)果公司位于荷蘭阿姆斯特丹的零售商店就因iPad電池爆炸并向空氣中釋放潛在的有害物質(zhì)，零售店不得不緊急疏散店內(nèi)的消費(fèi)者暫時(shí)關(guān)門(mén)。而此前，三星、小米、華為等也都曾被爆出過(guò)手機(jī)自燃事件。多次事故顯示，當(dāng)人們充電不當(dāng)、或者環(huán)境溫度過(guò)高等情況下，極容易引發(fā)鋰電池自燃、爆炸，這也成為使用廠家的一塊心病。
為什么一定要鋰電池
電池選擇上的局限，很大程度取決于電池自身的發(fā)展與商用條件。世界上第一個(gè)電池＂伏特電堆＂是用鋅板和錫板制成的，之后相繼出現(xiàn)了鋅、銅電池，濕電池、干電池，因不會(huì)遺漏、便于攜帶，干電池在之后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，爾后被愛(ài)迪生發(fā)明的可充電鎳鐵電池所取代。最終采用鈷酸鋰作為正極材料，金屬鋰作為負(fù)極材料而制成的鋰離子電池成為了市場(chǎng)最后的選擇。
相較于其他電池，鋰電池有著明顯的優(yōu)勢(shì)。它的使用壽命很長(zhǎng)，在六年以上，并且電池體積小、能量密度高，可達(dá)到460－600Wh／kg，是鉛酸電池的6到7倍。目前，特斯拉宣布與松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池系統(tǒng)能量密度就達(dá)300Wh／kg。與此同時(shí)，鋁電池具備高功率承受力，新能源汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可達(dá)到15－30C充放電的能力，這便于汽車高強(qiáng)度的啟動(dòng)和加速。鋰電池具有高低溫適應(yīng)性很強(qiáng)、綠色環(huán)保、生產(chǎn)過(guò)程中基本不消耗水等特性。
而電池的商用方面，因?yàn)槭艿襟w積重量、能量的儲(chǔ)存及釋放能力、保存時(shí)間、使用壽命、成本、使用便捷度、量產(chǎn)等多項(xiàng)條件限制，能夠進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的電池不過(guò)寥寥。綜合這兩方面原因，鋰電池成為了最佳解決方案。
雖然鋰電池本身的屬性決定了其＂易燃易爆炸＂的宿命，但并不是完全無(wú)法降低風(fēng)險(xiǎn)和安全性的。無(wú)論手機(jī)企業(yè)亦或是新能源汽車公司，通過(guò)合理的電池管理系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)，電池就能夠保證安全，也不會(huì)發(fā)生爆炸或者自燃現(xiàn)象。
