锂电池的生产过程复杂吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-22 13:53
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怎么来保证电池包的系统安全呢？”马俊峰讲到，“应该是从整车开始，在整车设计的时候电池包企业就要介入。从主动角度来说，安全问题，要将电芯、BMS（电池管理系统）、线速、系统设计等都结合在一起，这是需要我们做的技术。从被动角度来说，如果电池真出问题了，就要考虑如何保障车上的人安全逃离，所以在设计上要尽可能地延缓事故的蔓延速度。我们在考虑几项技术，一个是外部短路的管控，还有组间的隔离，某一个电芯一个组出了问题，就不能很快地蔓延到其他的地方；还有电池包对防火性能的处理，国际上有标准，什么情况下人员是在不同的事故环境下，从车内逃离出来，都是有标准的。”
马俊峰介绍，波士顿电池在之所以选择三元锂池技术路线，是因为电动汽车有轻量化的发展方向，Ekg 指标已经决定了要寻找高能量密度的技术路线。从现在看，三元材料相对来说是可以量产、能源密度高、低温性能达到一定水准的材料，目前波士顿三元锂电池成组以后的能量密度可以达到125Wh/kg 左右。
“安全跟电池材料的关系不是很大，更重要的是应用的场景。”马俊峰说，“随着新能源汽车保有量一路狂奔，出事的几率也越来越大，因此反思电池安全问题是有必要的。从哪些角度可以保证我们现在这个行业发展会更好，怎么保证车辆不发生大事故，或者说即使是发生了着火、爆炸的事故，如何保证车上的人能够安全离开？这就需要考虑电池热管理方案。”
“电池的安全关键还是要看使用。电池的散热如果做得好，不管什么材料都相对安全。某些概念误解引发了对个别材料的偏见。我们应该要研究散热机理，加强热量管控，尽量将热量释放出去，电池才会更安全。”聂亮讲述了对三元电池的看法。
在聂亮看来，业界对安全性的夸大担心，造成了“暂缓三元材料使用”的局面，这也许还会吓跑投资者们。“我们要用事实说话，下一步的技术提升研究实践才是最重要的。”
聂亮说，首先要承认电池都存在不安定因素，哪怕做到1ppm，甚至0.3ppm，电池都有可能出现燃烧的情况。所以就要看电池PACK 了，做好PACK 就能防护好电池。在实际使用过程中，很多情况是车先烧起来，而不是电池先烧起来，这就需要对电池做好隔绝措施，如整车的内饰织物等。
“技术从来不是问题，就怕没有信心！”聂亮说，“新能源汽车行业发展需要一个积累过程，2016 年～ 2020 年这个阶段的发展很关键。新能源车辆在国家坚定的扶植下，终于迎来了曙光，行业、企业等都应保持信心，齐心协力解决发展中遇到的问题，一直走下去。”
“电池主要由四部分材料组成：正级，负级，电解液和隔膜。电解液一般是有机溶剂，也是最先着火的。业内争论安全问题，不应该在正级三元材料上，而是品质方面的管控。电池起火主要是里面的热量积聚在一起没有办法扩散出去，只要想办法尽快地把热量释放出去也可以做到很安全。”宋华杰说。
宋华杰介绍，比克电池最初主要发展磷酸铁锂电池，后来基于轻量化和能量密度两点考虑，逐步替换成三元材料。国家要求动力电池能量密度2020 年达到300wh/kg，靠磷酸铁锂比较困难，所以选择三元材料方向。比克电池成组以后能量密度约为120 ～ 130wh/kg。
关于安全性，宋华杰从三个部分进行了分析。首先，从单体的结构来说，做结构设计的时候要考虑电池一旦发生了失效，怎么能够自己保护，自己预防。举个例子，现在用的18650 电池，就设有一个防线，设计了CID，电流截流装置，一旦电流过大会自动断开。
第二，关于材料选择，可以通过对材料进行改性，以确保安全。比如电解液是最容易出事的，可以添加一些添加剂，通过研发，添加阻燃剂、增加陶瓷隔层，对正级添加一些稳定结构元素等。
第三，锂电池的生产过程是非常复杂的，需要注意几个工序中的问题。生产车间的温湿度和粉尘、金属异物，尤其是金属异物，会使制造过程中出现电池内短路现象，要知道电池最危险的就是内短路，发生了内短路正负级会解除导致电池失效。此外，电动车使用过程中不是单个电池，而是成千上万的电池进行串并联，进行DMS 设计的时候要进行温度管控，一旦哪个模组出现了问题，就能迅速进行报警，预警是DMS 需要加强的。电池做出来后，还要进行一系列的性能安全监测，而不是做完了就出厂。
同时，宋华杰希望相关部门加大监管，根据相关规定和标准对电池产品进行测试。并且要针对出现的问题制定一个新的标准，或者是对已有的标准及时进行修订，加严标准的控制，用以提升产品的品质和质量。
