磷酸铁锂电池比三元锂更安全吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-26 13:25
点击量：次
近年来，新能源汽车呈产销两旺，国内动力电池行业呈现爆发式增长，尤其是新能源电动客车受政策和市场双重影响，销量持续上升，但因为电池安全而导致的客车事故也多次发生，为此，我们针对新能源客车动力电池“三元·磷酸铁锂”技术路线话题采访了中科院物理研究所研究员黄学杰，他认为：电动客车的电池安全性要求高于电动轿车，不应以比能量和价格为优先考量，而是以安全、寿命和可靠性为优先考量。
黄学杰说，动力电池的安全性是电动车中使用中最应受关注的问题。一般来说，电池安全性是和电池中储存的能量成反比的，即所能释放的能量越大，其安全性风险就越大，纯电动轿车电池容量一般为几十千瓦时，而纯电动公交车电池容量高达几百千瓦时，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出安全事故的可能性增加。因此，将锂离子蓄电池做成动力电池，就必须提高其安全性能，单体电池愈大，要求达到的安全性指标也就愈高。
目前涉及国内磷酸铁锂动力电池的生产企业多达100多家，而在现有的国内新能源汽车动力电池供应环节中，磷酸铁锂动力电池几乎占据着商用车整个市场。但是由于磷酸铁锂电池理论能量密度提升空间有限，最大为150Wh/kg。国内有大型动力电池企业在积极开发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂电池。
因为三元锂电池的比能量比较高，这种优势使其有相应的市场需求，但我很早以前就说过，从安全性上看，磷酸铁锂电池更有优势，比如以前发生事故的三元材料中镍钴铝三元材料18650电池在180摄氏度以上会出现自加热，起火后很难控制，而磷酸铁锂材料到了250摄氏度以上才会出现放热现象，因此磷酸铁锂电池应用在商用车上，尤其是城市公交车和大巴车上，这对国内电动汽车发展来说是一个正确的选择，对人民生命财产安全更有保障。
目前动力电池企业产销状况比较好，受到的各方面关注也相应比较多，这就更需要加强研发，不断提升产品技术含量。黄学杰认为，影响锂离子电池安全性的主要因素有电池的材料选择、结构设计、制造工艺、电热管理、电池包设计和使用条件等，研究单体电芯产热规律，根据电池的应用需求以安全为优先选择材料和设计电池及系统结构，采用高精度设备制造，加强生产全过程的监测，开发智能化电池管理系统和根据整车使用条件设计电池包。
同理，中国的整车企业也不应当把电池当做整车的配套产品，而是要逐步将动力电池生产纳入自己的运营管理体系，以严格保证质量。设计远程监控自诊断报警系统，对运行中的动力电池进行实时监控和诊断。
最后，黄学杰表示，“材料在锂离子电池成本中占比超过70%，而锂离子电池性能更是材料说了算。因此，寻求高能量密度、高安全、环保且价格便宜的电池材料是动力锂离子电池发展的关键所在，动力电池性能提升和成本的下降应首先建立在材料技术进步的基础之上。”
根据工信部发布的数据显示，到2015年，我国动力蓄电池产业规模已位居世界前三位。工信部装备司司长张相木曾在1月24日的中国电动汽车百人会2016论坛上预判，2015年我国动力蓄电池单体产能有可能接近400亿瓦时，若以2020年生产200万辆新能源汽车测算，未来几年我国动力蓄电池产品能够满足新能源汽车的生产配套要求。
这个数字也并不完全被业内认可。合肥国轩高科动力能源股份有限公司董事、总经理方建华认为，由于一些商用车仅完成了25%的预期目标，2015年实现400亿瓦时的产能估算过于乐观。他给出的预测是，动力电池的销售应该保持在160亿瓦时的水平，但是相对于2014年3.67GWh(兆瓦时，10亿瓦时)，已增长4倍。
看似蒸蒸日上的动力电池行业，当前却呈现出小、散、乱的发展局面，盲目投资和低水平重复建设现象严重。
“我国正负极材料、隔膜等关键产品的质量稳定性还不高，蓄电池管理系统集成及控制技术比较薄弱，行业实际、有效的产能并不高，同时我国缺乏具有国际竞争力的行业龙头企业，国内主要的制造装备企业技术优势不明显。”
张相木说，现阶段我国电池行业应尽快解决短期内产品供不应求，系统集成和一致性保障能力薄弱，产品质量稳定性不高等问题。
当前，三星、LG、松下等电池巨头在中国的投资加速，市场争夺战将加剧，电池下游市场将会出现遇冷风险。根据电池行业报告，2016年下半年我国电池产能将会出现总量平衡，但优质电池产能将会持续紧张。
这一预判得到方建华的认同。他认为2016年动力电池产业将会出现结构性产能过剩。“能够被整车企业认可的、被市场认可的、性价比能够满足市场需求的产品，产能不一定够；那些不能满足市场需求的电池，可能会产能过剩。”
三元锂电池被拒背后： 产能过剩与技术路线之争
三元锂电池被拒
事实上，电池行业结构性产能过剩，正在演变成一场技术路线之争。
锂离子电池包括磷酸铁锂、三元材料即镍钴锰酸锂、碳酸锂、镍酸锂等多种类型，当前国家鼓励多种技术路线共同发展。但这样做出现的一种现象是，一些没有经过认证的三元电池和一些库存积压电池，也被装车应用，给电动车运行带来了安全隐患。
2015年我国发生多起电动公交车燃烧事故，原因之一就是客车、公交车电池数量多，发生事故的几率较大。
对此，在2016电动车百人会论坛上，工信部明确表示，暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。此消息一出，在业内引发广泛争议。
工信部的理由是，三元锂电池比能量高，循环性能好，是未来锂电池一个重要的发展方向，但是在这个领域我国起步晚，用于客车的安全性开发和验证还不够，工信部正在考虑进一步提高新能源汽车产品安全技术门槛，组织开展对三元锂电池客车等车型在现行安全标准体系下的风险评估。在评估完成前，暂停三元锂电池客车列入 新能源汽车推广应用推荐车型目录。
工信部的这一说法有业内人士表示能够理解。“由于我国客车领域的车型开发周期比较短，一般几个月 新车型就开发出来，无法遵循国际汽车行业上通用的正向开发流程。同时国内外的电动客车的相关标准也相对不完善。在这个领域确实存在不安全的因素，因此可以 看到，目前国家正在规范行业。”2月14日，宁德时代新能源科技股份有限公司(下称“CATL”)市场总监杨琦对作者表示。
