三元材料、磷酸鐵鋰材料以及其他氧化物材料均各有利弊,不存在安全和不安全之說(shuō)。
“暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄”的消息已公布,猶如給高歌猛進(jìn)的中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)投入了一枚炸彈,引起一場(chǎng)有關(guān)安全是非的大討論。《汽車(chē)觀察》記者經(jīng)過(guò)采訪發(fā)現(xiàn),更多的業(yè)內(nèi)人士為三元鋰電池伸冤,他們認(rèn)為三元鋰電池背了“不安全”的黑鍋。因?yàn)橹挥邢鄬?duì)的安全,沒(méi)有絕對(duì)的安全。
事件的起因源于工信部裝備司司長(zhǎng)張相木發(fā)布的一則消息,他在電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇上表示,“我國(guó)在三元鋰電池領(lǐng)域起步晚,用于客車(chē)的安全性開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證還不夠,工信部將組織開(kāi)展對(duì)三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,在評(píng)估完成前,暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄?!?/p>
都是補(bǔ)貼惹的禍?
工信部明確表示,出于安全考慮,暫停三元鋰電池客車(chē)推廣。那么三元鋰電池到底有多不安全?工信部又在擔(dān)心什么呢?
高溫下三元材料易燃,存在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較大。中科院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示,總結(jié)以往發(fā)生事故的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會(huì)出現(xiàn)自加熱,起火后很難控制,而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會(huì)出現(xiàn)放熱現(xiàn)象,安全性相對(duì)較高。
據(jù)介紹,單從材料特性而言,兩種材料到達(dá)一定溫度時(shí)都會(huì)發(fā)生分解,三元鋰材料大概在200℃發(fā)生分解,磷酸鐵鋰則在700℃~800℃時(shí)才發(fā)生分解。并且,三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)更加劇烈,會(huì)釋放出氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時(shí)不會(huì)釋放氧分子,燃燒也沒(méi)有那么劇烈。因此,僅從鋰離子電池的正極材料特性而言,三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火或發(fā)生意外事故。
同時(shí),一個(gè)很簡(jiǎn)單的道理,電池能釋放的能量越大,其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)就越大。同比乘用車(chē)客車(chē)電池容量大,所以客車(chē)上裝配三元鋰電池提高了危險(xiǎn)程度。比如純電動(dòng)轎車(chē)電池容量一般為幾十千瓦時(shí),而純電動(dòng)公交車(chē)電池容量高達(dá)幾百千瓦時(shí),隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出現(xiàn)安全事故的可能性增加。高溫是電池事故的導(dǎo)火索,而且客車(chē)運(yùn)輸人員較多,一旦出現(xiàn)事故其后果非常嚴(yán)重,可見(jiàn)三元鋰電池提高了新能源客車(chē)的危險(xiǎn)系數(shù)。
一位不愿意透露姓名的業(yè)內(nèi)人士表示,三元鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較先進(jìn)的是韓國(guó)、日本,如果加大三元鋰客車(chē)的推廣力度,很有可能使高速發(fā)展的中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)步中國(guó)乘用車(chē)用市場(chǎng)換技術(shù)的后塵。結(jié)果,市場(chǎng)拱手讓給了外資,而真正的技術(shù)也沒(méi)能學(xué)到,所以國(guó)家要急踩剎車(chē),降溫,調(diào)整。
而就在前不久,韓國(guó)代表對(duì)此提出了抗議。韓國(guó)政府將于3月17日在中國(guó)北京舉行的韓中商務(wù)部長(zhǎng)會(huì)談上,就中方變更電動(dòng)公交車(chē)補(bǔ)貼政策提出異議。
韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部第二次官(副部長(zhǎng))禹泰熙公開(kāi)表示,就三元電池公交車(chē)補(bǔ)貼問(wèn)題,韓方以產(chǎn)業(yè)部長(zhǎng)官名義向中國(guó)政府發(fā)送了信函,韓政府還召見(jiàn)中國(guó)駐韓大使請(qǐng)求提供協(xié)助,通過(guò)各種途徑向中方提出異議。
韓國(guó)代表表示,中國(guó)政府變更電動(dòng)公交車(chē)補(bǔ)貼政策,僅向由中國(guó)廠家主要生產(chǎn)的磷酸鋰鐵(LFP)電池公交車(chē)提供補(bǔ)貼,而以安全性等為由,暫不向由LG化學(xué)、三星SDI等韓國(guó)廠商主要生產(chǎn)的三元電池公交車(chē)提供補(bǔ)貼。目前,在中國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)上,電動(dòng)公交車(chē)約占40%,中國(guó)政府向價(jià)格約在2億?3億韓元(約合人民幣106萬(wàn)元?159萬(wàn)元)的電動(dòng)公交車(chē)提供約1.8億韓元的補(bǔ)貼,而在中國(guó)設(shè)廠的韓企若無(wú)法獲得補(bǔ)貼的話(huà),就難以在當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售電動(dòng)公交車(chē)。另外,LG化學(xué)和三星SDI為了加快進(jìn)軍中國(guó)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng),去年增設(shè)大規(guī)模生產(chǎn)線(xiàn),而此次中國(guó)政府的決定若最終實(shí)施,這些企業(yè)將蒙受巨大損失。
絕對(duì)安全存在?
編者曾經(jīng)就電池安全的問(wèn)題采訪過(guò)幾家新能源客車(chē)技術(shù)研究院的負(fù)責(zé)人,他們紛紛表示,新能源客車(chē)的安全被業(yè)內(nèi)提高到如今的重視高度,是因?yàn)閲?guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)的路線(xiàn)之爭(zhēng)已經(jīng)由來(lái)已久,而此次工信部的暫停事件再次將路線(xiàn)之爭(zhēng)推向新高度。
針對(duì)以上熱點(diǎn),“三元材料電池安全性之辯”沙龍,頂風(fēng)而開(kāi),眾專(zhuān)家紛紛為三元鋰電池伸冤。
多年專(zhuān)注于三元鋰電池研發(fā)的伯坦科技創(chuàng)始人聶亮認(rèn)為,首先從安全本身來(lái)講,有使用才有安全的問(wèn)題,如果這個(gè)行業(yè)即將走向滅亡,無(wú)需談安全。一旦這個(gè)行業(yè)需要發(fā)展,就要有妥協(xié),經(jīng)濟(jì)和安全的妥協(xié),工程和技術(shù)的妥協(xié),性能和產(chǎn)能上的妥協(xié),所以不存在絕對(duì)的為了安全而安全。而且,汽車(chē)的安全比較復(fù)雜,大概有12個(gè)方面涉及安全,比如整車(chē)性能、壽命、實(shí)際使用環(huán)境等。
聶亮說(shuō):“汽車(chē)著火,很多情況是車(chē)先燒起來(lái),而不是電池先燒起來(lái)。之所以新能源汽車(chē)著火的案例較多,是因?yàn)楫a(chǎn)品驗(yàn)證安全的時(shí)間太短,所以出現(xiàn)問(wèn)題是必然不是偶然?!彼ㄗh,“安全應(yīng)該是保證人的生命安全,當(dāng)汽車(chē)出現(xiàn)事故的時(shí)候,原則是不傷人。當(dāng)汽車(chē)著火的時(shí)候,要隔絕,保證足夠的救援時(shí)間?!?/p>
聶亮指出,技術(shù)從來(lái)不是問(wèn)題,怕的是人們對(duì)這個(gè)市場(chǎng)沒(méi)有信心,信心沒(méi)有了,資本就會(huì)流失。因?yàn)橐粋€(gè)電池廠十幾個(gè)億元的投資,好不容易建起來(lái),又說(shuō)這個(gè)不行,那個(gè)不行,這個(gè)行業(yè)就喪失了誠(chéng)信,這是最恐怖的事情。他強(qiáng)調(diào):“技術(shù)從來(lái)不是問(wèn)題,怕就怕根本就不知道能不能做這個(gè)事情。電池行業(yè)還需要靜下心來(lái)進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育,電池廠負(fù)責(zé)優(yōu)生,選用好材料,比如東北出的天然石墨,夏天開(kāi)采好?還是冬天開(kāi)采好?其次,制作過(guò)程要穩(wěn)定。第三,要有售后?!?/p>
他認(rèn)為,電動(dòng)汽車(chē),可以做到比汽油車(chē)百分之一千的安全?,F(xiàn)在人們存在很多誤區(qū),車(chē)燒了,跟電池一定有關(guān)系嗎?就電池來(lái)說(shuō),充電、使用、縱火等各個(gè)問(wèn)題引起的汽車(chē)著火都更難說(shuō)。聶亮希望整個(gè)行業(yè),包括新聞媒體能夠把這個(gè)行業(yè)持續(xù)地往前推進(jìn),所有的問(wèn)題都是前進(jìn)中的問(wèn)題?!白谀沁叢粫?huì)有問(wèn)題,只要前進(jìn)了永遠(yuǎn)有問(wèn)題,問(wèn)題出現(xiàn)了就需要克服。”
十多年一直研究和應(yīng)用三元材料的俄羅斯圣彼得堡國(guó)立技術(shù)大學(xué)功能材料與新能源技術(shù)研究院王慶生博士說(shuō):“三元材料和磷酸鐵鋰材料和其他的氧化物材料都各有利弊,各有長(zhǎng)短,而不存在安全和不安全之說(shuō)。專(zhuān)家普遍提到這個(gè)材料安全和不安全,有些片面。而應(yīng)該說(shuō)這個(gè)材料在不同環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)、不同的應(yīng)用工況,包括組份比例、化學(xué)反應(yīng)、生產(chǎn)制造工藝、體積系統(tǒng)等一系列的大體系系統(tǒng)工程中是否安全,而不是單一材料的是否安全的問(wèn)題?!?/p>
目前,國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料,但其卻有容易引起微短路、能量密度較低、材料的制備成本與電池的制造成本較高等缺陷。三元鋰電池技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一市場(chǎng)格局。憑借體積小、能量密度大、成本相對(duì)低的優(yōu)勢(shì),盡管起步較晚,但三元材料的市場(chǎng)份額正在快速上升。不少?gòu)S商將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池,其電池比能量也在不斷提高。
北京佐思信息咨詢(xún)有限責(zé)任公司首席顧問(wèn)佟子謙表示,我們現(xiàn)在手機(jī),還有很多家用電池都是鋰電池,大家也沒(méi)有懷疑它的不安全性。所以新能源汽車(chē)著火一定要系統(tǒng)的角度來(lái)考慮問(wèn)題,而不是簡(jiǎn)單的單一的從材料來(lái)說(shuō)。
聶亮進(jìn)一步說(shuō),“每個(gè)人手上都拿著一塊三元電池,你們天天把三元電池放在胸口,放在口袋里,這個(gè)三元應(yīng)該沒(méi)有什么安全隱患吧!”
科技部電動(dòng)汽車(chē)重大項(xiàng)目總體專(zhuān)家組組長(zhǎng)歐陽(yáng)明高認(rèn)為,不同車(chē)型應(yīng)當(dāng)采用不同的電池,例如乘用車(chē)看重續(xù)航里程,可采用高比能量的三元鋰離子電池??蛙?chē)更看重安全性,可以采用比能量相對(duì)低一點(diǎn)、但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池。在以純電動(dòng)轎車(chē)主導(dǎo)的動(dòng)力電池上,未來(lái)仍以三元鋰電池為主。
一些企業(yè)認(rèn)為,隨著技術(shù)進(jìn)步,安全瓶頸解決之后,三元鋰電池能量密度高、成本低的優(yōu)勢(shì)顯露出來(lái),選擇三元技術(shù)的企業(yè)會(huì)越來(lái)越多。金龍汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司董事長(zhǎng)廉小強(qiáng)認(rèn)為,三元鋰電池穩(wěn)定性確實(shí)不如磷酸鐵鋰電池,但是電池的安全性不能僅僅通過(guò)電池材料來(lái)判斷。電池的安全性是由包括封裝系統(tǒng)在內(nèi)的控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管控的嚴(yán)密性等共同決定,應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)工藝均衡的保障。
當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類(lèi)型鋰離子電池并存局面,多種技術(shù)路線(xiàn)是市場(chǎng)選擇的結(jié)果。“我們鼓勵(lì)多種技術(shù)路線(xiàn)共同發(fā)展,三元鋰電池比能量高、循環(huán)性能好,是未來(lái)重要發(fā)展方向,但是在這個(gè)領(lǐng)域我國(guó)起步晚,用于客車(chē)的安全性開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證還不夠,我們正考慮進(jìn)一步提高新能源汽車(chē)產(chǎn)品安全技術(shù)門(mén)檻。”工信部裝備司司長(zhǎng)張相木說(shuō)。
編者者認(rèn)為,暫時(shí)不是永遠(yuǎn),而且中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天承載了全國(guó)眾多行業(yè)人士嘔心瀝血的努力,堅(jiān)持就一定迎來(lái)光明。正如中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)劉彥龍所說(shuō),“希望通過(guò)三元材料這件事的討論,大家能夠真正的更加重視這個(gè)電池的安全性?!?/p>
“OFweek2016中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會(huì)”將于2016年3月31日在廣州·琶洲國(guó)際采購(gòu)中心1號(hào)館會(huì)議廳隆重舉辦!清華大學(xué)教授、國(guó)家千人計(jì)劃特聘專(zhuān)家以及沃特瑪、美國(guó)理波、CATL及OFweek行業(yè)研究中心一眾資深人士等將分享他們獨(dú)特的視角。會(huì)上更有高端對(duì)話(huà)及互動(dòng)交流,帶您從技術(shù)應(yīng)用和市場(chǎng)不同層面探討產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)。