與幾年前相比電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)有了明顯提升，但新產(chǎn)品的推出和迭代依舊繞不開(kāi)“續(xù)航”這個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，續(xù)航也成為用戶圍繞純電動(dòng)車(chē)最多的話題之一，嚴(yán)選EV續(xù)航能耗季的初衷就是跟大家一起聊聊續(xù)航這件事。

此次，我們有機(jī)會(huì)與武漢大學(xué)教授艾新平進(jìn)行了一番對(duì)話，艾教授為我們解答了電池續(xù)航及安全等相關(guān)問(wèn)題。

能量密度提升需更成熟的正極材料打輔助

熟悉電池產(chǎn)業(yè)的人都知道，電池能量密度是影響純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航的主要因素(另一個(gè)是電耗)，鋰電池能量密度的提升離不開(kāi)材料的突破。至少在未來(lái)幾年中，車(chē)載動(dòng)力電池正極材料會(huì)往高鎳無(wú)鈷和富鋰錳基材料體系發(fā)展。

當(dāng)前鋰離子電池負(fù)極材料以石墨為主，石墨的理論克容量為372mAh/g，而三元正極材料鎳鈷錳約為200mAh/g(磷酸鐵鋰為160mAh/g)。

針對(duì)現(xiàn)有電解液體系下電池能量密度的提升空間，艾新平認(rèn)為主要取決于正極材料。“當(dāng)前鋰電池的能量密度主要受限于正極的容量，負(fù)極石墨容量現(xiàn)在能做到360mAh/g，而正極即便是高鎳也只有210mAh/g，只有負(fù)極的一半?！?/p>

與木桶理論一樣，鋰離子電池的能量密度下限取決于正極材料。只有正極材料有所突破，能量密度才能更進(jìn)一步提升，從而增加車(chē)輛整體續(xù)航。

“提升正極材料不是沒(méi)有思路，只是目前還在探索成熟的材料體系，比如富鋰錳基材料容量可達(dá)到300mAh/g，但其循環(huán)過(guò)程中電壓衰減等難點(diǎn)還需要進(jìn)一步克服，商業(yè)化應(yīng)用還需時(shí)間”。

可以預(yù)見(jiàn)的是，富鋰錳基材料具備工作電壓高和克容量高特點(diǎn)，這種材料可以減少用鈷量，其成本比三元材料低。

未來(lái)，隨著高電壓電解液技術(shù)的成熟，富鋰錳基動(dòng)力電池將成為高比能鋰動(dòng)力電池的主流產(chǎn)品。

當(dāng)然，動(dòng)力電池更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)則屬于固態(tài)電池。固態(tài)電池能夠同時(shí)解決續(xù)航里程與電池安全的最優(yōu)方法。

固態(tài)電池由于不需要液體的浸潤(rùn)，僅需要固態(tài)電解質(zhì)將正負(fù)極片隔開(kāi)，這這項(xiàng)技術(shù)最大的挑戰(zhàn)也就在于。相比液態(tài)電解液，固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率相對(duì)較低，內(nèi)阻較大，倍率性能偏低，此外快充對(duì)固態(tài)電池挑戰(zhàn)也巨大。

而固固界面問(wèn)題也存在諸多問(wèn)題亟待解決，艾新平表示，全固態(tài)電池的界面問(wèn)題目前仍沒(méi)有較好的解決辦法，不同于液體電解液的面接觸，固固界面屬于點(diǎn)接觸，電池充放電體積變化會(huì)導(dǎo)致接觸點(diǎn)斷開(kāi)。

艾新平表示，“如果按照目前技術(shù)水平，離固態(tài)電池應(yīng)用還非常遠(yuǎn)?！?/p>

電池安全仍任重道遠(yuǎn)

新能源汽車(chē)快速發(fā)展的同時(shí)，電池安全也成為公眾最為關(guān)心的話題。據(jù)《新能源汽車(chē)國(guó)家監(jiān)管平臺(tái)大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報(bào)告》顯示，從2019年5月起新能源共發(fā)生79起安全事故，涉及車(chē)輛96輛。

在已查明起火時(shí)原因的車(chē)輛中，41%的車(chē)輛處于行駛狀態(tài)中，40%的車(chē)輛處于靜止停放狀態(tài)，19%車(chē)輛處于充電狀態(tài)。

市場(chǎng)監(jiān)管總局官方數(shù)據(jù)也顯示，2019年上半年車(chē)企合計(jì)召回新能源汽車(chē)2.76萬(wàn)輛。

10月初，市場(chǎng)監(jiān)管總局質(zhì)量發(fā)展局發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步規(guī)范新能源汽車(chē)事故報(bào)告的補(bǔ)充通知》，要求新能源汽車(chē)發(fā)生冒煙、起火事故的，應(yīng)在事故發(fā)生后12小時(shí)內(nèi)，向市場(chǎng)監(jiān)管總局報(bào)告事故基本信息。若造成人員傷亡或重大社會(huì)影響的，應(yīng)在6小時(shí)內(nèi)上報(bào)。

看過(guò)嚴(yán)選EV電池安全季的朋友都知道，動(dòng)力電池?zé)崾Э氐脑蛑饕獮闄C(jī)械外力擠壓碰撞、過(guò)充過(guò)放引發(fā)的內(nèi)部短路及熱量高散射不良引發(fā)的熱失控。

艾新平向嚴(yán)選EV表示，除去機(jī)械外力等外在因素外，電池的不安全行為主要由熱失控引起，當(dāng)電池過(guò)充或受高溫時(shí)，電池內(nèi)部溫度會(huì)升高，溫度升高到100度時(shí)，就會(huì)引發(fā)一系列的放熱副反應(yīng)，這些副反應(yīng)放出來(lái)的熱不能及時(shí)疏散，會(huì)進(jìn)一步提升電池溫度，放熱反應(yīng)越來(lái)越劇烈。最終發(fā)生熱失控，發(fā)生起火或者爆炸。

“解決電池的安全問(wèn)題，首先要避免短路、過(guò)充，其次要進(jìn)行熱保護(hù)，盡量避免發(fā)生熱失控，如果熱失控?zé)o法避免，應(yīng)不要起火”。艾新平如是說(shuō)。