文//馬寧
手機(jī)電池之外,動力電池安全性如何?
文//馬寧
其實(shí)早在三星手機(jī)電池出現(xiàn)爆炸燃燒前,就有純電動汽車發(fā)生碰撞起火的案例,不論是國內(nèi)的比亞迪,還是海外的特斯拉,都曾因?yàn)閯恿﹄姵貑栴}被推上輿論的風(fēng)口浪尖。只是,此次供應(yīng)三星手機(jī)電池的SDI公司,還是一家動力電池的生產(chǎn)商,問題一下又被擴(kuò)大至汽車領(lǐng)域
據(jù)某證券機(jī)構(gòu)預(yù)測,到2020財(cái)年,全球EV市場總值將達(dá)到299億美元。另外,全球EV電池產(chǎn)能在2015財(cái)年達(dá)到24GW,預(yù)測到2020財(cái)年將增長到253GW。而且,由于電池制造商全球擴(kuò)張帶來的規(guī)模效益,以及技術(shù)的發(fā)展,到2020財(cái)年,EV/PHEV使用的鋰電價(jià)格將下降12~18個(gè)百分點(diǎn)。
如此一塊涉及全球的大蛋糕中,誰會是分食的大贏家?2016年底的一份調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,目前松下的市場份額最大,達(dá)到32%;緊隨其后的是AESC(日產(chǎn)和NEC的合資公司),占據(jù)全球四分之一市場;第三是LG化學(xué),占比15%;剩余的份額被三星SDI和BYD瓜分,分別占13%和11%。
雖然從全球市場份額來看,SDI并不是市場老大,但這家同屬于三星集團(tuán)的公司,客戶名單上不乏克萊斯勒、寶馬等知名汽車品牌。而且,在2015財(cái)年,SDI的EV電池銷售中,近一半的貢獻(xiàn)來自寶馬。另外,還有約兩成貢獻(xiàn)來自中國自主品牌車企,比如宇通客車和福田客車。三星集團(tuán)還將未來五大增長支柱之一的地位給了EV電池。
純電動汽車所用的電池,多為鋰電池。由于鋰電池與其他電池想比,有電壓高、比能量高、充放電壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染、更快的充電、自放電率低一級工作溫度范圍款和安全等優(yōu)勢。
一般來說,常用的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池和三元鋰電池。這些動力電池都各有其缺點(diǎn),這也讓側(cè)重點(diǎn)不同純電動汽車采用了不同的產(chǎn)品。
磷酸鐵鋰電池壽命長、充放電倍率大、安全性和高溫性好、元素?zé)o害、成本低,缺點(diǎn)是能量密度低、振實(shí)密度低(直接結(jié)果是電池容量低)。
錳酸鋰電池振實(shí)密度高、成本高,但耐高溫性差,長時(shí)間使用后溫度升高極快,電池壽命衰減嚴(yán)重。
鈷酸鋰電池因?yàn)榘踩詷O差,通常不被用來做動力電池,但可以用于其他領(lǐng)域。
三元鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高,振實(shí)密度高;缺點(diǎn)是安全性以及耐高溫性和壽命相對差、大功率放電差、元素有毒,大功率放電后釋放的氧氣容易燃燒。
從大的方面分類,SDI的動力電池屬于三元鋰電池,不過消費(fèi)者不用為此擔(dān)心,因?yàn)榧s80%的純電動汽車均采用該類電池,這其中就包括特斯拉。而特斯拉的幾次碰撞燃燒事故,最終也被監(jiān)管部門認(rèn)定,電池不必背黑鍋。甚至再早些,在深圳發(fā)生的比亞迪碰撞燃燒事故,也沒有影響比亞迪對三元鋰電池的青睞。
在化學(xué)與物理電源技術(shù)專家丁飛看來,以日產(chǎn)聆風(fēng)為代表的動力電池材料體系主要是錳酸鋰材料,而特斯拉電池采用的是三元系。單純從材料上看,錳酸鋰材料的安全性,尤其是它的熱穩(wěn)定性要明顯好于三元材料。但是另一方面,聆風(fēng)的電池設(shè)計(jì)容量相對較低,現(xiàn)在在157WH每公斤,而特斯拉使用的18650電池能量密度已經(jīng)達(dá)到230WH每公斤,這也是量產(chǎn)車不得不考慮的方面。
所以,就電池種類來看,三元鋰電池并不應(yīng)該被歧視。值得注意的是,在純電動汽車越來越追求短充電時(shí)間、長續(xù)航里程,以及整車重量還需減輕的當(dāng)下,動力電池需要平衡體積、重量和性能。這一點(diǎn)又與Note7的電池有些許類似,如何在更小的空間內(nèi),設(shè)置更可靠、更安全、更高性能的電池,無疑才是擺在所有動力電池提供商和整車廠家面前的最大問題。