鉅大LARGE | 點擊量：1075次 | 2021年04月09日
為何電動客車不宜裝配三元鋰離子電池？
工信部裝備工業(yè)司司長張相木在2016我國電動汽車百人會論壇上表示，暫停三元鋰離子電池客車列入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，這表達了國家對動力鋰電池去安全性的擔憂。實際上，在今年一月十四日工信部的新車目錄上，已經沒有裝配三元材料電池的客車產品。
張相木給出的理由是，三元鋰離子電池比能量高，循環(huán)性能好，是未來鋰離子電池的重要發(fā)展方向，但我國在該領域起步晚，產品用于客車的安全性開發(fā)和驗證還不夠。工信部正在考慮進一步提高新能源汽車產品安全技術門檻，組織開展對三元鋰離子電池客車等車型在現(xiàn)行安全標準體系下的風險評估。他明確表示，在評估完成前，暫停三元鋰離子電池客車列入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》。
■高溫下三元材料易燃
三元材料存在的安全風險比較大。中科院物理研究所研究員黃學杰表示，總結以往發(fā)生事故的相關經驗來看，鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會出現(xiàn)自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，安全性相對較高。
單從材料特性而言，兩種材料到達一定溫度時都會發(fā)生分解，三元鋰材料大概在200℃左右發(fā)生分解，磷酸鐵鋰則在700~800℃時才發(fā)生分解。并且，三元鋰材料的化學反應更加劇烈，會釋放出氧分子，在高溫用途下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時不會釋放氧分子，燃燒也沒有那么劇烈。因此，僅從鋰離子電池的正極材料特性而言，三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火或發(fā)生意外事故。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
■電池容量大導致散熱差
除三元材料存安全風險外，客車電池容量較大，也加大了三元電池的危險程度。黃學杰表示，電池安全性和電池中儲存的能量成反比，即所能釋放的能量越大，其存在的安全風險就越大，純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時，而純電動公交車電池容量高達幾百千瓦時，隨著電池容量的新增，電池體積也在新增，其散熱性能變差，出現(xiàn)安全事故的可能性新增。
黃學杰告訴記者，將鋰離子蓄電池做成動力鋰電池，必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到的安全性指標也就愈高。另外，電池系統(tǒng)的安全并非僅由單體電池決定。我國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍認為，電動汽車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、保護系統(tǒng)的可靠性、通信協(xié)議的有效性等都會對電池組的安全性造成影響。
■缺乏評判體系
正是由于國內缺乏相應的評價體系，很難評估三元電池系統(tǒng)最終的安全情況。單體電池成組會根據整車使用條件設計電池包，通過加強生產全過程的監(jiān)測，能夠有效提升三元電池系統(tǒng)的安全性，但最終安全與否要通過相應評價體系進行判定，劉彥龍告訴記者，國內缺乏相應的評價體系。
科技部電動汽車重大科技專項特聘專家王秉剛與劉彥龍的看法一致。王秉剛認為，電池材料的取舍并不能從根本上解決電池安全問題，應從制定嚴格的電池產品質量要求和監(jiān)管辦法入手。對此，王秉剛提出兩條建議，一是要對電池模塊和電池系統(tǒng)制定明確的安全考核指標；二是對新能源公交車要實行嚴格的監(jiān)控，明確監(jiān)控內容與責任。
中航鋰電(洛陽)有限公司市場部部長阮藝亮認為，客車運行路線、環(huán)境相對固定，電池電量并非客車最關注的焦點，應該堅持熱穩(wěn)定性更高、安全性更加有保障的磷酸鐵鋰路線。數據顯示，目前在我國所生產的純電動客車中，采用磷酸鐵鋰動力鋰電池的客車占據整個新能源客車市場的六成份額，三元材料動力鋰電池占據該市場份額的三成。磷酸鐵鋰離子電池目前仍然是電動客車領域的主流方向，同時也是最優(yōu)選擇。三元鋰離子電池假如內部短路或是正極材料遇水，都會有明火出現(xiàn)。所以一般18650電池都會有一層鋼殼保護，由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成，所以，雖然特斯拉給電池組進行了全方位的保護，但是在極端的碰撞事故中，起火隱患還是有的。
而磷酸鐵鋰離子電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會起火（三元鋰離子電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰離子電池略勝一籌。
三元鋰離子電池的能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車子跑的距離也就更遠，速度也能更快。特斯拉ModelS充滿電的續(xù)航里程400多公里呢。
不過，由于三元鋰離子電池要用大量的單個電池組合起來，所以電池的組的體積十分龐大，相比磷酸鐵鋰離子電池相對緊湊的體積，雖然在動力輸出方面略勝一籌，但是也不得不承受關于車內空間的影響的副用途。
