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动力电池比能量与安全性难兼得 电池安全面临挑战
2015年1-9月,中国新能源汽车累计生产15.62万辆,其中纯电动车增长速度非常快。不过,新能源汽车产业的发展不能光看规模,更应看重推动这一产业持续发展的关键要素之动力电池技术。
事实上,中国电动汽车动力电池技术的产业基础整体不错。从科技部电动汽车重点专项起步开始推动动力电池的研发,当时主要是镍氢电池和锰酸锂电池,到后来磷酸铁锂电池支撑着电动汽车的发展,如今业内研发重点又转向了三元锂电池。
在全国政协常委、国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组组长、清华大学教授、“中国电动汽车百人会”执行副理事长欧阳明高看来,今年三元锂电池的比能量预计将达到180Wh/kg。
随着下游应用要求的提高及技术的进步,锂电池比能量将逐步上升,美国能源部预计今后5-10年,也即是到2025年,单体到达大约350-400 Wh/kg左右;真正到系统,可能在250Wh/kg。而这,也将是锂电池所能达到的性能极限。
根据国外的趋势,中国2020年高比能量电池目标也是要达到300Wh/kg,寿命1500次,系统比能量大约210Wh/kg(比现在约提高1倍)。在迈向高比能量锂电池的过程中,动力电池比能量提高,续驶里程上升,且成本有所下降,届时电动汽车将可以与燃油车竞争。
当一切朝着所有人的预期方向发展时,有一点却必须引起高度重视:经预测判断,未来几年动力电池比能量的确会逐步上升,但安全性并没有随之提升。
深谙技术的人想必都清楚,动力电池比能量越高,安全性面临的挑战越大。而一旦动力电池缺乏安全性,一切研究都将变得毫无意义。所以,在业内致力于提高动力电池比能量的同时,务必将安全性列为重点研究对象。
幸好不少动力电池与整车企业已开始意识到这一问题。
在今年11月20-21日即将举行的2015广州国际电动汽车产业高峰论坛上,欧阳明高等业内权威专家,比亚迪、广汽集团、北汽新能源、宇通客车、上汽集团等国内领先新能源车企,宁德时代新能源(CATL)、中航锂电等国内第一梯队动力电池企业,将共聚一堂商议新能源汽车产业各个环节的“突围”之策。
尤其值得一提的是,动力电池安全性是上述会议的重要议题之一。一直在动力电池产品上注重安全性且产品经过实践考验的CATL将在会议上与业内分享“决定动力电池系统性安全风险的若干因素”,将有益于推动整个行业重视动力电池安全性。
事实上,动力电池安全性问题概括起来叫“热失控”,也就是到达一定的温度之后,就不可控了,温度直线上升,然后就会燃烧爆炸。而过热、过充、内短路、碰撞等是引发动力电池热失控的几个关键因素。
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