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
“新能源汽車發展十年來，恰逢鋰電池能量密度從100Wh/kg提升到300Wh/kg，價格從5塊降低到今朝最低0.8元，實現了蓄電池范疇百年來革命性沖破。”
2019世界新能源汽車大會上，中國科學院院士、清華大學歐陽明高教授在題為“面向2035的中國新能源汽車技術路線展望”的主旨演講中，對于鋰離子電池在汽車電動化中的角色、鋰離子電池安全問題的處理以及將來幾年的鋰離子電池市場需求趨勢做了具體闡述。
從轎車角度來看，體積能量密度比重量能量密度更加緊要，鋰電池在體積能量密度是具有優點的，其他的高比能量電池在這方面無法和鋰電池競爭。
歐陽明高認為，鋰離子電池有望成為車用電池主流技術。伴隨著比能量的提高出現了一個問題就是安全性，目前主要且緊迫任務就是要怎么樣把安全的平衡點提升到300Wh/kg的能量密度。
在安全方面，安全事故應當說是當前新能源汽車發展的致命隱患，非得盡快處理。歐陽明高表示，安全事故的本質是電池的熱失控，有機械原由、電的原由、熱的原由等等，單體電池上出現的熱失控之后不是致命的，關鍵是會引發整個電池系統熱失控蔓延，從而形成事故。
通過研究，歐陽明高團隊發現了高比能量動力電池三種主要熱失控機理，第一種是負極析活性鋰，就是快充或者過充引起的。第二種是隔膜刺穿導致內短路引發熱失控。第三種是高比能量電池正級析釋活性氧，析氧密度隨著比能量提升在不斷下降。
針對第一種機理和第二種機理主要是防止誘因，就是電池充電析鋰與快充控制。其與日產在充電的算法上有合作，通過大量試驗數據支撐，并考慮各種各樣的情況，避免了很多熱失控問題，所以到聆風的是賣最多一款電動車，但安全事故非常少。
另外是電池的內短路與電池管理問題。內短路要通過電池管理手段提前防止，電池管理還有很多技術都會對整個電池內短路的誘因方面進行最好的防止，電池管理系統要升級為新一代以安全為核心的電池管理。
基于第三個機理，也就是高鎳出現之后失氧溫度下降，核心要從單體電池設計尤其熱設計著手，新一代電解液添加劑等等。新一代811失氧溫度降低、熱釋放速率大幅度提升，熱失控最高溫度也大幅度提升。我們在學校大容量電池熱失控試驗都不敢叫學生做。
如果這些問題還不能防止，就是系統級的防控，即防熱失控蔓延，這就是熱蔓延與熱管理，通過散熱、隔熱相結合的手段來處理。
基于上述分解，歐陽明高認為，鋰離子動力電池熱失控的主動防控可以基本處理電池安全問題，并不是不可處理的。
值得留意的是，電池熱失控既是影響電動車可繼續發展的生命線，也是市場競爭和品牌塑造的一個主旋律。新一代電動車不是靠動力性，而是要靠安全性。誰安全可靠，讓用戶放心，誰未來才能贏得客戶。
基于上述闡釋，歐陽明高表示，對鋰離子動力電池在車用和儲能兩大范疇的前景洋溢信心，并認為會超出預期。中國可能會提前幾年達到今天發布的博鰲共識中的目標，即2035年全球新能源汽車達到年度新車銷量的一半。
依據《節能與新能源汽車技術路線》中的新能源汽車技術路線圖，2030年的目標就是45-50%，參照這個預估，再加上最近寶馬豐田對于電動化目標的提前，同時按照儲能市場大規模爆發，可再生能源價格已經跟煤電相比。此外還有電動船舶等其它交通工具的全面電動化趨勢。
基于上述多重趨勢，歐陽明高樂觀判斷，預計到2025年，全球鋰離子動力電池產量將達到10億KWh，同時，預計到2027年，中國鋰離子動力電池產量將達到10億KWh。
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