16年專注鋰電池定制

看動力電池行業發展 中國電池聯盟調研的重點方向

來源:鉅大LARGE    2018-11-07    點擊量:57

技術持續進步和產品安全性能完善一直是動力電池行業發展之要,是行業內外關注的熱點問題,也是中國電池聯盟調研的重點方向。在日前舉辦的新能源鋰電材料產業論壇期間,中國汽車技術研究中心王芳等專家就動力電池技術和產品安全問題向中國電池聯盟談了她的觀點。


一是技術問題。數據表明,2017年國內新能源汽車的產銷量分別達到了79.4萬輛和77.7萬輛的規模,與之匹配的動力電池裝機量達到了367億瓦時。預計到2020年,動力電池的需求量將達到1000億瓦時左右。


某鋰電專家認為,動力電池技術的問題是能量密度不夠。到目前為止,磷酸鐵鋰裝車電池的能量密度基本上在145Wh/Kg,三元電池在185Wh/kg。據2017年純電動乘用車的數據,224款車型中三元電池裝車數是199款,占總車型的88.8%,同時,能量密度在120-150Wh/kg之間的車型占到總車型的27%。磷酸鐵鋰電池技術成熟度和安全性相對較高。


在動力電池的全生命周期性能方面,測試評價分成可用、可控和致災危害評價三方面。


在封裝結構方面,軟包電池的成組效率比其他封裝結構要高。電池的成組率2016-2018年從0.63上升到0.74,包括磷酸鐵鋰和三元電池。2017年統計145款有單體電池和電池組系統對比的數據,單體電池的能量密度平均值是173Wh/Kg,再將體系進行細分,磷酸鐵鋰單體電池的平均值是144Wh/Kg,到了系統層級是117Wh/Kg,成組率可以高達81.5%。


磷酸鐵鋰電池最高的成組率可以達到85%。三元單體是183Wh/Kg,到系統層級是115Wh/Kg,成組率是0.64。三元電池的安全性較差,熱失控的點比磷酸鐵鋰早得多,三元電池對安全性集成技術的重視,導致在系統集成方面所附加的東西增多,降低了三元電池的成組率。


對于方型、圓柱、軟包之爭,王芳認為方型、軟包、圓柱三種電池競爭比較是好事,能促進技術發展。從單體到系統,圓柱的成組率并不占特別大的優勢,軟包略占優勢。她統計了90多款電池包,只有三款風冷,其他都是自然冷卻,這和2016年初完全不一樣,2016年初選擇液冷的乘用車較多,2017年受到補貼和其他因素的影響,選擇液冷、風冷的越來越少,更多的是選擇自然冷卻。


上述鋰電專家認為,動力電池技術在三方面需加大攻關,一是能量密度性能,二是安全性,三是壽命。


二是產品安全問題。對于動力電池來說,首當其沖的是安全問題,這跟它的能量密度、功率密度緊密相關,跟經濟性相關的是壽命以及低成本性。


某電池專家表示,產品安全是一票否決,再是續航,三是加速,四是全生命度,五是便捷,六是適用性,七是環境友好。從整車實際應用來說,整車的性能包括加速的性能、動力性、安全性、經濟性以及壽命。其中最重要的是安全性。


國家新能源重點專項布局,提出了300Wh/Kg的概念,是產品級的水平,要求產品在滿足300Wh/Kg關鍵指標的同時,要滿足整車的使用要求,達到電池的安全性和壽命的基本要求。


她還從測試評價的角度對安全性指標予以闡明,她認為電池發生安全事故,最初都是熱失控,現在做的評價是從材料、電池、BMS、系統,到實現多層級的熱特性和熱安全、熱失控的對應,到材料的熱穩定性,到電池全生命周期內的熱安全性,再到BMS的熱管理,最終到系統熱穩定性、控制熱失控能力的評價。不同充放電電流下,產熱的速度、產熱的功率和產熱量都不一樣,要了解每個電池發生熱失控的點,電池發生熱失控的趨勢和可能性、溫度的范圍在哪里,要了解傳播到另外一個電池的傳播路徑以及傳播速度、傳熱量是什么樣。這是設計熱管理可用評價最基礎的手段。


對于電池是否安全的問題,電池專家認為,安全是相對的概念,而不安全是絕對的。如何使電池安全系數提高且隱患降低是一個系統工程。要找到熱失控的關鍵點,要能夠有足夠的時間讓人逃生,這是電動汽車的安全理念,全球只有一個安全法規,就是人員的安全,財產不在考慮范圍內。多長時間人員能夠逃生?就是行駛時從車上逃離到安全區域的時間。上述鋰電專家也持同樣觀點。


最后她透露,目前國內正在制定國家的標準,審查以后會報到WTO在國際上征求意見,最終成為強制安全標準。另外,電動汽車管理系統的功能安全標準,也在制定之中。

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