登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
相对高镍安全解决方案现场的齐心协力,固态电池的现场是在分歧中前行。
什么是电动汽车自燃的“罪魁祸首”?用最近很流行的一句话来回答,没有一片雪花是无辜的。
(来源:微信公众号“NE时代” ID:NEtimes2017 作者:Leslie Ding)
一个推崇能量密度的电动汽车市场,对电池包、整车的安全带来了巨大挑战。2018年国内电动汽车每百万辆发生了52起安全事故。若论场景,充电、行驶、停放,均是安全事故发生的场景。
若分析原因,58%的起火事故发生原因是锂电池的热失控。近90%的热失控是由短路引发的。电芯层面,正负极材料、电解液、隔膜,是热失控发生的直接导火索。成组后,如何在结构设计、冷却、电控方面抑制热扩散,关系到热失控风险能否被减少或扼杀。
2019年10月16日-17日,2019中日韩下一代新能源汽车电池技术大会在上海举办。大会分为两个论坛,主题分别为电池热安全与解决方案和固态电池关键技术与产业化挑战。
论坛一,OEM、动力电池企业、知名高校、实验室、检测机构,在动力电池比能量层次不断提升下,讨论高镍电池热失控的产生原因及解决方案。论坛二则是关于不同固态电池技术路线及现状的解析。
系统看热安全
一块动力电池的全生命周期是从材料体系的选择开始,到电芯的完成,模组、PACK的成型,装车应用后的电池管理,到随车运行中的使用。
热失控产生的根源是在电芯。正负极是“导火线”,电解液是“燃料库”,它只需要一粒“火花”就会出现热失控或者火灾。
“火花”或来自于电芯内部,或由外因而起。内因主要指在电池设计及制造过程中产生的不稳定因素;外因主要指在电池运输、安装及运行维护过程中由于人员、外部条件等导致的原因。
造成电池热安全失效,主要是局部过热,导致电池内部短路,或者微短路造成电池隔膜破损,出现更大面积的短路。
锂离子电池从NCM111、NCM523一路升级到NCM622、NCM811。正极三元材料镍含量不断提高,释氧温度不断下降,正极材料的热稳定性越来越差。释氧温度下降就意味着锂电池更加不耐热,正极材料随着温度的提高从层状结构变为尖晶石结构,然后形成岩盐,并释放出活性氧。岩盐的生长和氧气的释放是热失控产生的根本问题。
电化学滥用是最令电芯厂头痛的问题。在热冲击、过充、过放等滥用状态下,电池内部的活性物质及电解液会产生锂枝晶,刺穿隔膜,导致内短路。负极析锂是锂枝晶生长的一大原因。因此如何防止锂枝晶的是一项重要课题。
隔膜失效导致正负极短路是一个热失控重要的环节。当SEI膜这层安全膜被破坏后,电解液与电极发生反应产生热,将会熔化隔膜。而且隔膜面对着的敌人还有锂枝晶,威胁着它的完整性和稳定性。
内短路、过充、电池老化等带来的电池失效外,外短路、挤压、火烧、浸泡、模拟碰撞这些非常极端状态下的机械失效也会转化为内短路引发电气失效,最终导致热失控。
电池在全生命周期过程当中可能出现的一些失效、性能衰减,会造成电芯超过了安全使用范围被应用,引发一些安全事故。
电池厂和OEM齐心协力
热失控产生的内外因,需要电池厂和OEM的共同协作,给出一个整体的解决方案,包括正负极材料、隔膜、电解液以及电池管理、PACK结构设计。
对于电池厂而言,寻找耐高压、耐高温的阻燃电解液、耐高温的单晶正极材料、抑制锂枝晶的负极材料,或者使用添加了安全剂的包覆后的NMC811正极,提高干法隔膜的应用,引入陶瓷隔膜,在电芯层面抑制热失控。
对于主机厂而言,关注电池本身的安全远远不够。除了电池自身的问题,电池电连接、机械安全、充电连接、日常性使用问题、出现问题后迅速处理,均是电动汽车安全的核心。
OEM的动力电池安全防护体系从单体、模组、BMS和系统四个方面进行设计和验证。一方面,电池厂家本身从设计、制造环节确保安全。另一方面,整车厂从模组安全上考虑机械、电气、热安全,如安全间隙、受力设计、防护。
在总成结构上,OEM要考虑整车的各种工况,还有冷却管路、新型冷却技术、热失控的预警、防扩散,同时思考主动灭火,怎么通过外部结构把火扑灭。
OEM普遍思考的是如何从系统层面提高电池包的安全的设计。无论是正负极材料、电解液、隔膜,成组后PACK的结构设计、冷却、热管理,以及防范警告,均是OEM分析的对象。
锂电池的安全是一个大话题,它涉及到从材料、生产到应用的方方面面。确保电动汽车的热安全,需要主机厂、电池厂、检测机构的通力合作,从分析热失控的机理入手,探索延缓热失控发生的新技术。
固态电池的不同声音
电动汽车的向前预示着动力电池比能量标准不会后退。高电势正负级材料的应用已成为趋势,NCM811、硅碳负极越来越多地出现在电池厂的技术路线中。但火灾的风险仍威胁着高镍电池的应用。于是电池厂和OEM将目光投向阻燃、耐高压的固态化电解质,期望借此来解决比能量和安全性的平衡问题。
但是,在本次的中日韩大会上,中日嘉宾对固态电池的研究和应用的观点差异甚大,挑战着业内对固态电池的固有看法。相对高镍安全解决方案现场的齐心协力,固态电池的现场是在分歧中前行。
日本30年固态电池专家Tadahiko Kubota博士、日本原丰田、本田电池核心专家大木栄幹,对固态电池研究现状的评述可以用“悲观”来形容,固态电池应用于电动汽车是相当困难的。而另一方,国内清陶、卫蓝、辉能、国轩高科等电池厂、中科院、同济大学、上海交通大学等均在对固态电池进行孜孜不倦、如火如荼的研究。
日本专家的观点可概括为以下几点:丰田硫化物还停留在研发阶段,以现阶段的技术水平不可能量产。它研发固态电池的初衷为了减少混动车用电池。而外部错认为固态电池就是用于电动汽车。这是丰田内部想法和外部舆论之间出现的差别。
安全性方面,固态电池也会产生锂枝晶问题,安全性非常令人担忧。而且判断它的安全性并不能通过电解质是否易燃来判断,最重要的问题是能量密度高的正极和负极直接接触。
全固态电池可能会提高能量密度,其中一个原因是可以减少外部材料。但这不仅仅是全固态电池特有的特性。
快充方面,丰田论文、绝大多数研究人员并没有确认过全固态电池可以进行快速充电的任何证据。他们都表示,在充电时候会形成锂枝晶,越是了解全固态电池的人越是否认它可以快充这一点。
丰田近十年的专利大多是关于阻抗的专利。它从十年前开始就在研究这个问题,到现在为止还是一个很大的问题。
国内电池厂的观点:真正火灾的蔓延与有机液体电解质直接相关。固态电解质从聚合物,到陶瓷电解质等,都可以在不同程度上改善电池的安全性。固态电池在安全性、能量密度两方面,相较过去常规的传统锂离子电池都得到提升,前提是我们要有好的技术解决界面的问题,保证固体电解质能够适应电池的设计,能够满足高比能量电池的要求。
我们认为固态电池确实在有些方面有优势。当隔膜和电解液用固态物质取代后,它会有更高的安全性。当把整个体系的安全性阈值提高之后,这个体系可以采用高电势正负极材料,如金属锂负极,未来也会有更高的能量密度。
目前的思路是,尽可能和现有的锂电设备和锂电工艺所兼容,把成本尽可能地降下去。由于固态电池具有高能量密度和高安全性,它可能在一些特殊情况先得到一些应用。
固态电池的能量密度优势在电芯层面相对不够明显,到PACK层面更为突出。到2021年固态电池通过采用更高利用率的活性材料,在电芯层面的能量密度将与液态电池持平,然后逐步超越。
尽管国内海外专家对固态电池在能量密度、安全性等存在争议,但他们基本上都认为,固态电池的研究室为了解决液态电池的一些不足,它的商业化应用是一个漫长的过程。因此固态电池可以先从摩托车、消费电子领域进行导入,待安全、性能、成本三个维度都成熟的条件下再进入电动汽车领域。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,11月12日电,星源材质公告,公司与DAISOCHEMICALCO.,LTD.(简称“大曹化工株式会社”)、大曹化工贸易(上海)有限公司以通过互相有效利用各自的经营资源,在中国国内进行半固态电池用隔膜的量产,从而获得并扩大双方在半固态电池市场的营业收益为目的,互相视对方为交易中的友好合
近段时间,固态电池研发频频传来消息。太蓝新能源与长安汽车联合发布无隔膜固态锂电池技术,太蓝新能源董事长高翔表示,公司计划于2026年实现无隔膜半固态电池装车验证,以满足新能源电动汽车的应用需求,计划于2027年实现无隔膜全固态电池批量生产。11月5日,宁德时代公布多个固态电池专利,其中包括
北极星储能网获悉,广汽集团11月8日在投资者互动平台再次明确公司固态电池预计装车时间。广汽集团表示,广汽集团于2024年4月12日广汽科技日活动发布了全固态动力电池技术,已初步打通全固态电池全流程制造工艺,取得车规级高安全大容量全固态动力电池量产的关键技术突破,并具有超高能量密度、超高安全
从2023年到2024年,锂电材料企业经历了近两年的周期性洗礼。过去两年,可以看到,产能退坡,上下游产业链重构带动利润重新分配成为行业的主要变化。在此期间,锂电材料企业利润大退坡。根据主要锂电材料上市公司财报数据,从2022年到2023年利润下降了60%,从2023年前三季度到2024年前三季度利润下降70%
2024年11月7-8日,为深入探讨发电侧储能技术的最新进展、商业化应用路径以及未来发展趋势,共同推动我国储能产业迈向新的高度,中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司(以下简称“华能清能院”)在浙江长兴举办了“第三届发电侧储能技术商业化应用论坛”。论坛由华能清能院主办,中国华能集团有限公
北极星储能网获悉,2024年11月7日,太蓝新能源与长安汽车联合举办无隔膜固态锂电池技术发布会。在技术发布环节,太蓝新能源董事长CTO高翔博士发布了无隔膜固态锂电池技术。太蓝首推锂电池“减材制造”理念,带来行业范式革命。并且提出了其4-3-2-1技术路线:在锂离子电池四大主材基础上,第一步,减掉
相较于传统液态锂电池,固态电池有着优异的安全性和更高的能量密度,因此是被誉为新能源时代的“圣杯”。近期,国内外头部企业不断推进固态电池的研发与应用,行业有望再迎催化。受市场消息带动,11月6日,5家固态电池产业链企业涨停。重磅消息发布近段时间,固态电池产业利好消息不断。长安汽车:长安
北极星储能网获悉,据晚点Auto11月6日报道,宁德时代在今年增加了对全固态电池的研发投入,已将全固态电池研发团队扩充至超1000人。宁德时代目前主攻硫化物路线,在近期已进入20Ah样品试制阶段。据悉,宁德时代目前的方案能将三元锂电池的能量密度做到500Wh/kg,比现有电池提升40%以上,但充电速度和循
北极星储能网获悉,11月6日,广东清远市人民政府办公室关于印发《清远市低空经济高质量发展三年行动方案(2024-2026年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,前瞻布局前沿技术研究。推动航空固态电池、氢燃料电池、可持续航空燃料等动力技术的商业化,以未来低空产业应用和运行场景为驱动,依
北极星储能网获悉,11月1日,力神电池在天津举办以“聚力凝神,元启新程”为主题的2024力神聚元新品发布会。此次发布会共推出900Wh/L高能量高硅电池、5C超级快充电池、高功率全极耳电池、半固态电池等十款新产品,为手机、笔电、平板等消费类电子,智能家居和低空经济等产业,提供更先进和更安全的电源
北极星储能网获悉,11月5日,欣旺达在投资者互动平台表示,欣旺达已经通过负极使用锂金属进一步将固态电池能量密度提升至500Wh/kg,目前已经有实验室原型样品。预计2027年完成能量密度大于700Wh/kg全固态电池实验室样品制作。与此同时,针对半固态电池,欣旺达表示,欣旺达相关电池的能量密度可以至500
北极星储能网获悉,11月13日,交通运输部和国家发展改革委印发《交通物流降本提质增效行动计划》,提出制定完善新能源汽车动力电池、储能电池、大容量光伏电池运输服务保障措施。政策还提到,大力提升技术装备绿色化水平,研究开展双挂汽车列车运输测试,因地制宜推广应用新能源中重型货车,布局建设专
北极星储能网获悉,近日,外媒美国《商业内幕》杂志获取了特斯拉内部薪酬数据库,该数据库涵盖了截至2021年12月的近10万名员工的薪酬数据。数据结合公开文件和对前特斯拉员工的采访,使特斯拉的薪酬策略公开披露。据其分析,特斯拉大约1.3万名美国全职受薪员工的基本工资中位数介于3.5万美元到32.4万美
日前,湖南裕能循环科技有限公司2万吨废旧锂离子电池拆解回收利用项目环境影响评价公众参与第二次公示。环评显示,项目位于湖南湘乡经济开发区,建设电池拆解回收仓库和电池拆解回收车间等,综合利用废旧电池、电池包和电池极片等,最终产出电池黑粉。此外,厂区已批复项目(一期)主要建设年产2万吨电
11月12日,红旗正式发布了天工纯电平台和九章智能平台,两平台包括低温电池、超千伏超充、智慧电驱、热管理、自研芯片红旗1号、智驾等技术。基于两大平台开发的首款车型天工08也正式亮相,定位为纯电中大型SUV,将于2024广州车展开启预售,12月中旬正式上市。其中红旗首发低温电池,历经零下40度低温测
11月11日,中国汽车动力电池产业创新联盟公布最新数据。2024年10月,蜂巢能源在国内市场装机量1.9GWh,创历史新高,环比增长47.28%,同比增长36.69%,跃居国内第5名。其中蜂巢能源三元动力电池10月装车量为0.44GWh,环比增长41.93%,稳居国内前三。此次蜂巢能源装车量快速增长,得益于第四季度订单量的
北极星储能网获悉,11月6日,市政府办公室关于印发靖江市制造业高质量发展行动计划的通知。文件提出,持续深耕工程机械、电机电器、节能环保、冶金电力、能源石化等装备制造领域,重点发展高端物流装备、精密测控装备、储能装备、医疗装备、重型成套设备、特色专用设备等高端装备及关键零部件。对于新
近期,动力电池“天价维修”再次在新能源汽车用户群体引发热议。多家媒体集中报道,当新能源汽车需要更换动力电池时,更换电池的价格至少是新车落地价的50%以上,引起了新能源车主的困惑与不满,“开电车省得油费全没了”,“新能源汽车买得起、修不起。”相关报道指出2022年起,天价维修的新闻开始屡
北极星电池网获悉,11月8日,远景(沧州)零碳智能产业园项目首批三元锂电池成功下线,这也是迄今为止京津冀首座建成投产的电池超级工厂。远景(沧州)零碳智能产业园项目位于远景科技集团沧州零碳产业园内,总占地面积700余亩,分两期建设年产能30GWh动力电池、储能电池生产线,绿色能源系统项目及上
10月,我国动力和其他电池合计产量为113.1GWh,环比增长1.6%,同比增长45.5%。1-10月,我国动力和其他电池累计产量为847.5GWh,累计同比增长38.3%。销量方面:10月,我国动力和其他电池销量为110.3GWh,环比增长6.2%,同比增长47.4%。其中,动力电池销量为79.1GWh,占总销量71.7%,环比增长3.3%,同比
近段时间,固态电池研发频频传来消息。太蓝新能源与长安汽车联合发布无隔膜固态锂电池技术,太蓝新能源董事长高翔表示,公司计划于2026年实现无隔膜半固态电池装车验证,以满足新能源电动汽车的应用需求,计划于2027年实现无隔膜全固态电池批量生产。11月5日,宁德时代公布多个固态电池专利,其中包括
从技术战到价格战再到品牌战,动力电池产业链竞争从过去较为单一的产品力竞逐,向技术产品、智能制造、产业链生态构筑、绿色可持续发展、全球化与本地化能力、品牌营销等多维度要素转变,考验企业综合竞争力锻造能力。从近一年电池企业的发展变化来看,从内在的产品研发、增效降本到外在的品牌战略、市
北极星储能网获悉,近日,外媒美国《商业内幕》杂志获取了特斯拉内部薪酬数据库,该数据库涵盖了截至2021年12月的近10万名员工的薪酬数据。数据结合公开文件和对前特斯拉员工的采访,使特斯拉的薪酬策略公开披露。据其分析,特斯拉大约1.3万名美国全职受薪员工的基本工资中位数介于3.5万美元到32.4万美
2024年10月全国电动汽车充换电基础设施运行情况1公共充电基础设施运行情况,2024年10月比2024年9月公共充电桩增加6.3万台,10月同比增长34.3%。截至2024年10月,联盟内成员单位总计上报公共充电桩339.1万台,其中直流充电桩153.5万台、交流充电桩185.5万台。从2023年11月到2024年10月,月均新增公共充
11月12日,红旗正式发布了天工纯电平台和九章智能平台,两平台包括低温电池、超千伏超充、智慧电驱、热管理、自研芯片红旗1号、智驾等技术。基于两大平台开发的首款车型天工08也正式亮相,定位为纯电中大型SUV,将于2024广州车展开启预售,12月中旬正式上市。其中红旗首发低温电池,历经零下40度低温测
北极星售电网获悉,广西发改委发布关于对《关于动态调整峰谷分时电价机制的方案》公开征求意见的公告,峰平谷比价保持不变,为1.5:1:0.5,上网环节线损费用、输配电价(包括容量电价、需量电价)、系统运行费用、力调电费、为保障居民和农业用电价格稳定产生的新增损益(含偏差电费)等损益类费用不
北极星售电网获悉,11月12日,湖北省发改委发布《省发改委关于继续做好居民电动汽车充换电设施分时电价工作的通知》(鄂发改价管〔2024〕345号,以下简称“通知”)。通知提出,为充分发挥价格杠杆作用,有效引导充电负荷转移,降低用户充电成本,湖北省自2023年12月1日起对居民电动汽车充换电设施实行
北极星储能网获悉,11月5日,云南保山市人民政府印发《保山市空气质量持续改善行动实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,落实价格税费激励约束政策。落实国家峰谷分时电价、高耗能行业阶梯电价等政策。鼓励对新能源城市公共汽电车充电给予积极支持。按照国家要求落实铁路运价调整机制
近期,动力电池“天价维修”再次在新能源汽车用户群体引发热议。多家媒体集中报道,当新能源汽车需要更换动力电池时,更换电池的价格至少是新车落地价的50%以上,引起了新能源车主的困惑与不满,“开电车省得油费全没了”,“新能源汽车买得起、修不起。”相关报道指出2022年起,天价维修的新闻开始屡
据中国汽车工业协会分析,进入十月,国家以旧换新政策对汽车消费拉动效应明显,多地车展与促销活动如火如荼,企业新车型密集投放,推动车市热度持续走高,10月汽车销量环比同比均实现增长。其中,乘用车市场在多项积极因素推动下持续向好,商用车市场表现相对疲弱,新能源汽车和汽车出口依然保持较快增
北极星储能网获悉,11月7日,五部门关于发布2024年新能源汽车下乡车型目录(第二批)的通知,其中包括零跑汽车的零跑C16、比亚迪五款汽车、哪吒汽车、小鹏汽车等16家车企的45款新能源汽车车型入选。原文如下:工业和信息化部办公厅国家发展改革委办公厅农业农村部办公厅商务部办公厅国家能源局综合司关
近年来,河南省紧抓黄河流域生态保护和高质量发展、中部地区崛起战略机遇,大力发展新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业和高技术产业,加快形成绿色低碳、环境优美、城乡宜居、生态安全、保障有力的美丽河南建设新格局。国网河南省电力公司坚决贯彻河南省委省政府决策部署,加快推进新能源汽车
近段时间,固态电池研发频频传来消息。太蓝新能源与长安汽车联合发布无隔膜固态锂电池技术,太蓝新能源董事长高翔表示,公司计划于2026年实现无隔膜半固态电池装车验证,以满足新能源电动汽车的应用需求,计划于2027年实现无隔膜全固态电池批量生产。11月5日,宁德时代公布多个固态电池专利,其中包括
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!