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清华大学欧阳明高院士:高镍材料热失控机理已掌握

   次浏览   电池中国   2021-03-19

在电动汽车的多项性能指标中,只有安全一项没有具体可以衡量的数据,过去十年,电池能量密度提升了3倍,成本下降了80%,循环寿命也大幅提升了几倍……当然,安全也有明显提升,但是消费者对于电动汽车的接受只有:要么安全、要么不安全。


事实上,对于电动汽车上的动力电池安全,也是在不断进步和提升的。数据显示,近几年,在产业界同仁的共同努力下,新能源乘用车着火率明显降低,如2019年新能源汽车发生着火的比率约为万分之0.38,而2020年截至目前,这一数字已经降低至万分之0.18,新能源汽车安全有明显提升。


此外,动力电池安全稳定性也有明显提升,2020年配套三元电池和磷酸铁锂电池的新能源汽车着火事故率分别降至万分之0.24和万分之0.09。5年前我们没有信心拍板说磷酸铁锂电池安全,3年前我们不敢对三元NCM333、NCM523的安全性表态,现在磷酸铁锂、NCM523的安全性在业内已成共识,但是业界对NCM811等高镍三元新材料的安全性仍然心存疑虑。但从中可以看出,随着不同材料体系研究的深入,动力电池安全也是一个循序渐进,稳步上升的过程。


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“电池的安全是设计、制造出来的,以前设计电池,对电池发生热失控的机理并不是很熟悉,尤其是当材料体系发生变化的时候。现在我们对磷酸铁锂、三元333/523热失控机理已经比较清楚,因而就有多种措施来实现安全,”日前,在中国电动汽车百人会论坛(2021)媒体沟通会上,中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高院士表示,NCM622、811等新材料热失控的机理已经发生了变化,需要对新材料的机理进行科学研究和解释,“目前对高镍三元电池热失控机理,从科学层面基本上弄清楚了。”


言下之意,随着对高镍三元材料材料热失控机理的深入了解,预计高镍三元材料电池(如NCM622/811)的安全性也将得到大幅提升,为接下来在新能源汽车市场广泛应用提供支撑。


值得一提的是,在技术取得突破的情况下,磷酸铁锂电池正在回暖。动力电池应用分会数据显示,今年前三季度我国新能源乘用车磷酸铁锂电池装机量已经超过去年全年乘用车磷酸铁锂装机量,这也表明磷酸铁锂在新能源汽车市场逐渐得到认可。


“磷酸铁锂以前不能用于轿车(新能源乘用车),主要是它的体积能量密度偏低,同样的体积装不了足够的电池使它跑到400公里以上。”欧阳明高表示,现在刀片电池技术(无模组技术)使磷酸铁锂的体积能量密度提升了约50%,可以使得同样空间内搭载磷酸铁锂电池的乘用车续驶里程也能达到600公里,这是一个很大的突破。


同时,磷酸铁锂材料本身比较安全,循环寿命长、成本低,现在随着技术的突破,可以满足长续航车型应用,因而搭载磷酸铁锂电池的乘用车销量增长也就不足为奇了。数据显示,过去三个月磷酸铁锂电池装车量同比增幅均超过100%,其回暖趋势已经非常明显。


当然,磷酸铁锂的回暖趋势与三元电池继续广泛应用,两者并不矛盾。“我们要均衡发展,三元和磷酸铁锂都要,通过高技术可以让三元安全。”欧阳明高表示,业界应在安全的基础上继续提高电池能量密度,同时在新材料的开发上也要注重安全的设计和制造。欧阳明高指出,当前中国电池由于性价比很好,已经大量出口,“但是全世界不可能永远用中国电池,所以技术竞争、技术竞赛永远都会持续下去。比如固态电池的竞争,科技创新的潜力是巨大的,所以我们还要不断创新、不断突破。”

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