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车文驿|811电池与电动车安全性：盲目追求高续航的“坑”

最近 ， 广汽新能源AionS连续两起自燃 ， 再次把电动汽车的安全问题推上风口浪尖 。 而争论的焦点也开始从事件本身逐渐转移到AionS搭载的811电池的安全性 。
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在广汽AionS上市之初 ， 汽车圈就有观点认为 ， 以搭载高能量密度的811电池大幅提升续航里程的做法稍显激进 。 为何说略显激进呢？要想搞清楚这个问题 ， 我们需要先了解什么是811电池 ， 以及什么是622电池、什么是523电池 。
【车文驿|811电池与电动车安全性：盲目追求高续航的“坑”】一般来说 ， 三元锂离子电池组的基本组成结构 ， 是以镍钴锰、或者是镍钴铝作为正极材料 ， 以锂作为负极材料 ， 通过动力电池组中的锂化物电解液实现正负极间的电子交换 ， 从而实现充放电的过程 。 整个动力电池组内部 ， 是由液体构成的 。
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由于正极往往采用三种元素 ， 这种动力电池我们称之为三元锂离子电池组 。 而长城汽车旗下的蜂巢能源在不久前发布的无钴电池 ， 从本质上来看也是三元锂离子电池组中的一种 ， 只是用钇元素取代了正在日趋枯竭的钴元素 ， 从而形成的一种全新的三元锂离子电池组的构型 。
这里讲到的811电池 ， 就是动力电池的正极材料 ， 按照镍钴锰含量的占比而定义的一种高能量密度的电池 。 811 ， 也就代表着在动力电池的正极 ， 镍含量占80% ， 钴含量占10% ， 锰含量占10% 。 以此类推 ， 在811电池之前被广泛运用的622三元锂离子电池 ， 三者的占比也就是60:20:20 。
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在三种构成三元锂离子电池组的元素构成里 ， 镍含量高低决电池组的能量密度 ， 镍的占比越高 ， 动力电池组的能量密度越大 ， 在相同的体积下能够带来的电动车续航里程也会更长 。 但镍的含量越高 ， 电池组的充放电稳定性就会越差 ， 所以完全以镍来构成电池组的正极 ， 那么整个充放电过程就会变得完全不可控 。
于是 ， 在充放电过程中 ， 就需要锰或者是铝来保证电池组的充放电稳定性 。 其中 ， 锰元素的稳定性又会比铝更好一些 ， 所以被广泛的运用在当下的新能源动力车型上 。 而镍钴铝电池的主要用户 ， 则是特斯拉 。
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而在充放电过程中 ， 钴或者蜂巢能源采用的钇在起到的是一个基础结构的作用 ， 让镍元素和锰元素附着在其中 ， 从而形成一个稳定的化学肽 ， 保证三元锂离子电池组可以正常的实现充放电 。
换句话说 ， 锰和钴的占比与电池组的稳定性成正比 ， 和电池组的能量密度成反比 ， 和车辆的续航里程成反比 。
在一个稳定的三元正极结构中 ， 如何在能量密度和充放电稳定性之间寻找平衡 ， 其实就是811电池、622电池等各类三元锂离子电池在开发过程中所要考虑的主要问题 。
相比于622电池 ， 811电池的镍含量更高 ， 能量密度更大 ， 而与之对应的充放电稳定性自然也就会越低 。 尤其是在经过一段时间的频繁充放电 ， 以及外力的撞击或者是其他不可预见的影响下 ， 就存在着较高的自燃的风险 。
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目前811电池组所构成的正极构型 ， 也基本上达到了传统三元锂离子电池的能量密度极限 。 要再往上去增加电池组的能量密度 ， 就需要去考虑改变这种电池组结构的构型了 ， 或者是像比亚迪的刀片电池那样 ， 通过压缩单一电池组单元的体积 ， 来实现体积占有率的提升 ， 在物理的层面上实现体积能量密度的增加 。


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