动力电池的能量密度在不断提高,为什么危险性也在不断增加呢、
过去几年来,三元锂电池因其高能量密度、行驶里程远等特性,在动力电池江湖中傲视群雄,市场份额节节攀升。
2019年一季度,国内动力电池装机量约12.31GWh,同比增长182.6%。三元电池装机量9.21GWh,占比达74.8%,较上年同期增长了近10个百分点。
三元锂电池,一般是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2,NCM)或镍钴铝(NCA)三元正极材料的锂电池,把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整,所以称之为“三元”。
在当前市场上,已经形成了以提高能量密度为首要指标的“惯性思维”,镍钴锰的比例在不断提高,从333、523、622到811。连国内动力电池巨头比亚迪也在顺应市场,生生把传统磷酸铁锂技术路线,转移到三元锂电池上来。
然而,虽然动力电池的能量密度在不断提高,但危险性也在不断增加。
中国工程院院士杨裕生曾发表了一篇署名文章,旗帜鲜明的反对大力发展三元锂电池,应重视磷酸铁锂电池发展。
杨裕生表示,电池充放电时,会生成热量,达到一定温度时,正极上的氧化剂与电解液发生化学反应,大量的化学反应热会造成热失控,从而产生大量气体,导致气压升高、电池破裂,继而出现车辆燃烧、爆炸情况。
使用热失控温度越低的正极材料,电池的安全性越差。三元锂电池热失控温度不足200℃,尤其是三元材料在达到一定温度时还会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,电池内部就“完整地具备”燃烧三要素。这也是三元锂电池起火后,火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。
而磷酸铁锂电池里的氧能被牢固地束缚在磷酸根中,很难成为助燃剂,磷酸铁锂电池的热失控温度要高得多,其安全性高得多。杨裕生说:“从过去发生燃烧的电动汽车案例来,三元电池的占比最大。在同样条件下,三元电池要比磷酸铁锂电池危险的多。”
发展电动汽车,安全应该是首先要被解决的问题。过度追求高能量密度、高续航里程、高科技含量,却无法解决自燃问题,这样的汽车生产商势必不会长久。
远景集团首席执行官张雷表示,随着电动汽车的数量迅速增长,动力电池安全的问题会愈加突出,这个“灰犀牛”就在我们的眼前,影响我们每个人,每个家庭,包括孩子和大人。如果有地下车库中有一辆电动车着火,整个地下车库都可能进入到不可控制的状态。