“隨著國(guó)家和地方對(duì)電動(dòng)車支持力度不斷增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)環(huán)境持續(xù)改善，我國(guó)電動(dòng)汽車表現(xiàn)搶眼，已成為僅次于美國(guó)的第二大產(chǎn)銷量和保有量市場(chǎng)。”中國(guó)汽車技術(shù)研究中心主任趙航指出。
中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高則表示，盡管2015年1-8月，我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)生產(chǎn)12.35萬(wàn)輛，尤其是純電動(dòng)車的增長(zhǎng)速度非常快，但解決動(dòng)力電池技術(shù)的安全問(wèn)題仍然任重道遠(yuǎn)。
鋰電子電池5到10年內(nèi)達(dá)技術(shù)極限
“在邁向高比能量鋰離子電池的過(guò)程中，目前生產(chǎn)電池的成本逐漸下降，比能量迅速提高，續(xù)駛里程也在逐步提升，我國(guó)的電動(dòng)汽車在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中也已經(jīng)占有一席之地。但在這一過(guò)程中，動(dòng)力電池的安全性問(wèn)題將會(huì)變得更加突出。”歐陽(yáng)明高指出。
他認(rèn)為，中國(guó)電動(dòng)汽車電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)總體較好，自“十五”期間科技部電動(dòng)汽車重點(diǎn)專項(xiàng)起步開(kāi)始推動(dòng)中國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的研發(fā)，到“十二五”重點(diǎn)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池的研發(fā)，2015年我國(guó)三元鋰離子電池的比能量會(huì)達(dá)到180瓦時(shí)/公斤，估計(jì)在今后的5到10年鋰離子電池將會(huì)達(dá)到技術(shù)極限。
與國(guó)際相比，中國(guó)在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池方面存在很多問(wèn)題。一方面，中國(guó)先進(jìn)材料和機(jī)理研究較差，電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)性較低，另一方面，自動(dòng)化程度較低，精工藝的開(kāi)發(fā)能力也較弱。“以前我們研究電動(dòng)汽車，認(rèn)為電池系統(tǒng)只要將單體組合即可，現(xiàn)在才明白電池系統(tǒng)是很復(fù)雜的技術(shù)。”歐陽(yáng)明高指出。另外，電池所需的高端材料供給尚不足，一致性、良品率、安全性、可靠性、產(chǎn)品性能不能完全滿足市場(chǎng)要求，企業(yè)創(chuàng)新能力總體不強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能不足。同時(shí)，中國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池還面臨韓國(guó)等國(guó)外電池企業(yè)的挑戰(zhàn)。
據(jù)歐陽(yáng)明高推測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年，鋰離子電池將會(huì)接近性能極限，達(dá)到約350瓦時(shí)/公斤到400瓦時(shí)/公斤。美國(guó)能源部對(duì)鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)判斷，電池極限可達(dá)到300/公斤到350瓦時(shí)/公斤，到2020年至少可以達(dá)到約200瓦時(shí)/公斤。不過(guò)，目前技術(shù)攻關(guān)的重點(diǎn)是如何解決硅負(fù)極的相關(guān)問(wèn)題，來(lái)提高電池壽命。
現(xiàn)在純電動(dòng)汽車的成本主要來(lái)自于電池，從平衡續(xù)航里程與成本考慮的話，預(yù)計(jì)在2020年之后，續(xù)航200到250公里的電動(dòng)汽車就可以跟燃油車競(jìng)爭(zhēng)。“但電動(dòng)汽車的安全性、耐久性、動(dòng)力性將是三大技術(shù)難題，而最核心的則是安全性。”歐陽(yáng)明高進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。
而南京金龍客車制造有限公司董事長(zhǎng)黃宏生對(duì)動(dòng)力電池的技術(shù)問(wèn)題則提出了不同看法，他認(rèn)為，盡管動(dòng)力電池存在能量密度待提高和安全性的問(wèn)題，但目前已經(jīng)非常穩(wěn)定，續(xù)航里程也能夠解決出行問(wèn)題，安全問(wèn)題已經(jīng)不是最大的瓶頸。
解決安全問(wèn)題需借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)不過(guò)，近年來(lái)由于電池安全問(wèn)題導(dǎo)致的電動(dòng)汽車起火事件頻發(fā)卻是不爭(zhēng)的事實(shí)，讓本來(lái)就對(duì)電動(dòng)汽車有疑慮的廣大消費(fèi)者，更是心生抵觸。其根源是因?yàn)檫^(guò)充、過(guò)熱、電觸發(fā)、碰撞等因素都可能會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池?zé)崾Э亍W陽(yáng)明高表示，熱失控的原因與電池的選型和熱設(shè)計(jì)不合理，或者外短路導(dǎo)致電池的溫度升高，或者電纜的接頭松動(dòng)等有關(guān)。可以從電池的設(shè)計(jì)和管理兩方面解決，比如開(kāi)發(fā)防止熱失控的材料來(lái)阻斷熱失控的反應(yīng)等，對(duì)于電池管理，可以先預(yù)測(cè)不同的溫度范圍來(lái)定義安全等級(jí)。
另外，不同的電池其安全等級(jí)也大不相同。例如在碰撞發(fā)生的情況下，磷酸鐵鋰的安全性要高于三元鋰電子電池，“所以到現(xiàn)在為止，我們?nèi)匀粓?jiān)持在大客車上使用磷酸鐵鋰電池，暫時(shí)還不宜大規(guī)模使用三元鋰電子電池，尤其是12米大客車。”歐陽(yáng)明高說(shuō)。
歐陽(yáng)明高還建議，國(guó)內(nèi)電池企業(yè)想要在安全問(wèn)題上取得突破，還應(yīng)學(xué)習(xí)研究特斯拉[微博]電池的安全設(shè)計(jì)。“客觀地說(shuō)，特斯拉的電池并不安全，至少單體電池是不安全的。但是，不安全的單體電池能夠做到系統(tǒng)安全，是因?yàn)樘厮估昧?000多只18650的三元鎳鈷鋰電池，單體不安全的電池組合起來(lái)就安全了。這也成為特斯拉安全設(shè)計(jì)的專利。”
