电池|超级电池虚与实:噱头还是颠覆性技术?( 二 )
特斯拉超级电池能否解决安全及成本等难题而顺利推进商用化进程?
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今年以来 , 备受关注的是 , 已进入特斯拉电池供应商名单的宁德时代 , 被指其NCM811电池在某种程度上存在着安全隐患 。 这缘于采用宁德时代NCM811电池的广汽新能源的主打纯电动车型Aion S在今年发生三起自燃事故 。 对此 , 广汽新能源内部人士接受第一财经采访人员采访时称 , 第一起自燃事故已基本查明 , 起火缘于该车此前经过相对激烈的碰撞 , 而后两起还在与电池供应商调查起火的原因 , 一旦查清楚原因会及时对外公布 。
宁德时代内部人士在接受第一财经采访人员采访时回应称 , 广汽新能源电动车的电芯是由宁德时代供应 , 而广汽新能源电动车釆用的电池包 , 部分由其自己生产 , 部分由宁德时代提供 。 究竟是哪个环节出现安全隐患 , 还在与广汽新能源共同调查中 。
所谓NCM811电池 , 指的是正极材料中镍、钴、锰的配比为8:1:1的三元锂电池 。 宁德时代2019年上市的NCM811/石墨体系电芯 , 单体能量密度超过240Wh 。 这比磷酸铁锂电芯密度要高40%以上 , 比一般的三元锂电池也要高15%以上 。 电池单体能量密度提升 , 能帮助提升电池包的能量密度 , 继而提升车辆的续航里程 。 此外 , 有业内人士估算过 , 采用811材料生产的三元电芯 , 做成电池包后 , 每瓦时成本可下降8% 。
NCM811电池正成为全球动力电池企业攻关的方向之一 , 不过 , 因为其安全性问题 ,LG化学、SKI原计划2018年推出用于电动汽车的NCM811电池 , 但后来推迟了 。 目前 , 国际上NCM811的方形和软包电池 , 还没有大规模推广 。
作为新型的NCM811技术 , 其应用难度是多个维度的 , 首先是电芯生产 , NCM811材料受其高镍含量、表面残碱高、热稳定性差等因素的制约 , 对正极材料生产厂家及电池企业的生产制造环境及技术水平提出更高的要求;其次 , 电池的安全性是一项系统工程 , 由于单体性能的变化 , 模组、系统乃至整车 , 应该做出有针对性的设计 , 在生产过程也要提升要求 。 因此 , NCM811电池大规模商业化还是受到一定限制 。
宁德时代NCM 811电池通过提高镍的比例来削减钴的比重 , 降低电池的生产成本 , 但在动力电池中高活性的镍元素比重越大 , 正极材料的热稳定性相对降低 , 当电池遇到高温、外力等冲击时可能容易引发热失控 。 在搭载宁德时代NCM 811的电动车发生多次起火事件之后 , 有传言称宁德时代基本否定了已占其动力电池市场20%的NCM811路线而将转向能量密度较低的NCM523电池 。 对此 , 宁德时代上述内部人士称 , 这一传言不实 , 在发展NCM811新技术过程中会遭遇挑战 , 但不会因为遇到困难就放弃 , 这是未来应对日韩等先进电池技术的武器之一 , 将会继续攻破难关不断完善NCM811技术 。
新技术往往会遇到未知的挑战 , 而即将揭开面纱的特斯拉超级电池 , 能否攻破安全及成本等多座碉堡而引发动力电池行业变革?
动力电池行业研究人士王凡正在研究不同种类电池的可靠性 , 为此在全国各个不同气候的地区就电池寿命进行研究与试验 。 他谈到 , 电池的性能稳定程度主要是基于电解液及电芯之间的隔膜层是否稳定 , 而他发现 , 在一些被称为“梦想电池”的超级电池上出现一些早期的廉价动力电池会出现的情况 , 例如因不同天气影响电池的寿命 。
王凡认为 , 即便是相较于超级电池技术更加具象化且专利数量多出近三倍的NCM 811电池 , 尚且由于几起自燃而引发动力电池行业深思并不断进行改进 , 那么超级电池作为相对抽象化的概念 , 其安全性能是否得到保证仍需更多验证 。
由于目前特斯拉尚未公布超级电池具体的材料及构成 , 业界暂时难以估算其成本 , 但普遍认为成本势必会增长 。 此外 , “超级电池”是否具有商业化的价值也被质疑 。 上海工程技术大学汽车工程学院教师刘淼接受第一财经采访人员采访时谈到 , 以电池为代表的“三电系统”确实是许多新能源汽车的核心部件 , 但考量一辆新能源汽车的真正使用寿命 , 远远没有电池一个部件这么简单 。
刘淼提到 , 正如“木桶效应” , 汽车是由众多配件共同运作的系统 , 且每一个配件如齿轮般相连 , 因此汽车的整体寿命不是取决于寿命最长的零部件 , 而是取决于寿命最短的零部件 。
例如 , 连接电池及电机的电机线板的质保期限一般只有几年 , 远远低于超级电池所设计的使用年限 。 刘淼称 , 这种配件如果要有较大幅度的寿命提升 , 除了将材料完全替换 , 否则还是比较困难 。 在他看来 , 即使超级电池在技术上可以实现 , 但新能源车其他部件没有同样长的使用寿命 , 这意味着超级电池的现实价值并没有鼓吹的那样大 。
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