電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
又到了電動車自燃季?
不完全統計，僅4-五月全國各地已經被曝光的電動車自燃起火事件就高達8起。這里面有長達3年的舊車，也有剛提不久的新車有新造車公司，也有傳統車企，有低端車型，更加有高端車和熱銷車型。
其中在統計的8起事故中，有2輛車處于駕駛狀態，有2輛車處于充電狀態，有3輛車處于靜止狀態，有1輛車遭受碰撞。
繼續發生的自燃起火事件，再次考驗著人們對電動車安全性的信任感。
而就在幾天前，由工信部組織制定，國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會公布了有關電動車的三項強制性的國家標準，分別是：GB18384-2020《電動車安全要求》、GB38032-2020《電動客車安全要求》和GB38031-2020《電動車用動力蓄電池安全要求》，將于2021年一月一日起開始執行。
緊要規定了電動車的電氣安全和功能安全要求，強化了整車防水、絕緣電阻及監控要求，以降低車輛在正常使用、涉水等情況下的安全風險。
當然，電動車的自燃也不一定就與電池有關，也有可能是高壓電路故障、配件老化磨損等都有關系。因此在上述國家強制標準中都有一一體現。
而電動車所裝載的動力鋰離子電池系統是重中之重，這次強制性標準中，特別新增了電池系統熱事件報警信號要求，同時要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸。
目的就是為了給司機和乘客預留逃生時間。
在此之前，國家對電動車和動力鋰離子電池安全性強制標準一直存在，電池公司會在電池包加工的各個環節包括電芯、BMS、PACK等多層級的防護，也會通過主動和被動策略來降低電池熱失控的風險。
但電動車還是照燒不誤。
這次的5分鐘是首次做出時間量化，要求電池管理系統在識別單電芯熱失控信號后，通過主動或者被動策略，爭取在5分鐘之內把熱失控控制在一定范圍內。
消息一出，又一次引發三元和磷酸鐵鋰安全之爭。
大家普遍的認知是，三元電池尤其是高鎳電池能量密度高，但活性強穩定性差，磷酸鐵鋰電池穩定性好，遺憾低溫性能差，能量密度也不高。
而5分鐘理論一出，仿佛也讓高能量密度的高鎳三元電池面對質疑。
但磷酸鐵鋰電池就一定安全嗎，大家一定還記得2018年間發生的電動車自燃事件一起接一起，有不少是裝載了磷酸鐵鋰電池的物流車和電動小車。
無論三元電池還是磷酸鐵鋰電池，安全性要怎么樣最終還是和公司技術實力和產品質量有關。
目前動力鋰離子電池業界反饋的消息來看，從熱失控警報信號發出開始計算，現有主流的三元電池都能遠超5分鐘的標準。
留意，這里是主流。
今朝市場上每家公司的電池技術不一，電池型號非常多，不同化學體系、電芯尺寸、電芯類型、容量和熱失控觸發方式，這使得每種電芯和電池系統在熱失控的過程存在很大差異。
并不是每一家公司都有能力筑起這5分鐘的生命墻。
既然以鋰電池的特性和現階段的技術水平，熱失控很難戒備，那么可通過阻止起火和延緩的方式，預留逃生時間。
所以，無論你是磷酸鐵鋰還是高鎳三元，都非得筑起這幾分鐘的生命墻。
關于有技術水平實現的大公司來說，這相當于是一道安全合格證書，關于落后者來說，就是淘汰標準。
車企和消費市場對高續航里程和低電耗的追求很難停止。
從2019年開始，新能源汽車產品競爭升級，沖擊高端市場，高續航必不可少，也形成了續航里程的攀比風。例如2019年底就已經有不少自主品牌紛紛殺入了600km續航市場，今年更是有無700km不足以稱霸的勢頭。
這種壓力轉嫁到動力鋰離子電池身上，就變成了對能量密度的追求。例如2019年開始，三元高鎳NCM811電池很快得到了高端車型的酷愛。
從2020年純電動車型申報情況來看，有部分車型所搭載的三元電池系統能量密度最高達到了180Wh/kg甚至190Wh/kg的級別。
這種電池對安全控制的技術和設計、制造、模組、管理系統等環節的技術不達標，就很容易埋下安全隱患。
這個時候能設下強制標準，也是另一種控制與警示。
當中小公司還在低端市場廝殺，大公司們預見了趨勢，走在了前列。
例如由特斯拉和寧德時代率先爆出無鈷電池，長城旗下的蜂巢能源剛剛也公布了無鈷電池，這屬于全新的電池材料配方和路線寧德時代的CTP電池包還有比亞迪的刀片電池，不在單純的從電池材料入手來提高能量密度，而是通過優改變和優化傳統電池模組的結構，提高電池包的體積利用率，為電池減負和減重，從而提升電池組的能量密度。
這些大部頭公司不僅能引領技術趨勢，能引導產業走向，更能引導消費市場對電池的認知，這一點就比較厲害了。
所以，今朝電池市場最殘酷的事實不是市場聚集度有多高的問題，而是中小公司玩不起的問題(這是題外話，后續再具體聊)。
這里想說的是，今朝產業和市場關注的焦點不應當局限于三元和磷酸鐵鋰，也不是誰家的能量密度更高，而在于安全性可靠性。
在現階段，純電動乘用車采用磷酸鐵鋰電池的產品會逐步提升，但短時間內緊要還是在低端產品和低續航版本中使用。從2020年已公布的推薦目錄來看，采用磷酸鐵鋰電池的純電動乘用車占比已經提升到了20%左右，這部分車續航緊要在400km以下的A00級、A0級車型。
但在中高端車型中，磷酸鐵鋰電池要實現高續航還有難度。
一臺的純電動轎車尤其是目前市場比較主流的緊湊型轎車，要實現NEDC續航500-600km級別只能通過高能量密度的三元電池來實現小鵬P7一臺軸距將近3米的轎跑車型，用高鎳三元電池也只能裝下81度電，才能實現NEDC續航700km以上，比亞迪漢EV采用磷酸鐵鋰刀片電池，能實現的電量是77度電，續航也在605km水平。
因此，在高能量密度和安全可控之間，非得要找到一個平衡點。
電動車的安全性任重道遠，包括國家層面、公司層面上下游也一直在共同努力，期待能通過這類強制標準，技術門檻的設定，鼓勵少數領先的公司在新技術、安全等各個方面快速落地，為生命護航。
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