谈电动汽车电池安全性 发展高能量密度体系是主流趋势

中国的新能源汽车正快速发展，但近期关于其“心脏”动力电池政策风向的突转，给行业发展带来了巨大的不确定性。

据统计，去年我国新能源汽车销量突破30万辆。一辆纯电动汽车，电池成本占整车成本近一半。目前纯电动汽车电池技术路线大体分三元电池、磷酸铁锂电池两种。

今年1月14日，工信部发布《新能源汽车推广应用推荐车型目录》，其中未见三元系电动商用客车，这意味着未进入《目录》的车型将无法享受政府补贴，及免购置税(10％)的政策优惠。对此，中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙说，三元材料动力锂电池的产量和装机量受到很大影响。一旦风险评估完成及相应的安全标准和措施出台，该行业将会迎来新的发展机遇。

电动汽车和电池生产企业受影响

总体而言，三元材料在电池能量密度、大倍率充电、低温性能等方面有优势，而磷酸铁锂材料寿命长、安全性高。去年12月份香港发生了一起采用三元材料动力电池的电动大巴着火爆炸事件。

随后，在今年1月24日中国电动汽车百人会上，工信部装备工业司司长张相木表示，工信部正组织开展对三元锂电池客车等车型在现行安全标准体系下的风险评估，“在评估完成前，暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录”。

谈电动汽车电池安全性 发展高能量密度体系是主流趋势

刘彦龙说，现阶段新能源汽车产业是靠国家政策补贴得以发展起来的，国家暂停对三元动力电池大巴补贴，对车厂积极性造成很大影响。

我国电池行业“龙头”企业超威集团研究院副院长、国家“千人计划”专家柯克博士在接受科技日报记者专访时表示，超威在动力锂离子电池技术路线上，坚持多条技术路线和多种规格产品并行，批量投入市场的动力电池产品中，既有磷酸铁锂电池体系，又包括三元材料体系。“但在暂缓三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用车型目录前，超威接到的订单也有三元材料。因此，企业生产计划会受到一定影响。”

电池安全性之争

工信部暂时叫停三元锂电池，而磷酸铁锂等其他类型动力电池不受影响，这是否意味着磷酸铁锂等电池比三元材料体系更安全呢？

柯克认为并非如此。他说，新能源汽车安全性及锂离子电池系统的安全性，取决于包括锂离子电池正极材料体系在内的多种因素，而非仅正极材料本身。

同样在中国电动汽车百人会上，清华大学汽车工程系教授欧阳明高报告了中国新能源汽车安全事故统计结果。结果显示，事故主要来源于碰撞引发的短路、电池进水致外短路、电联接故障、电池过充电、电芯漏液致外短路等因素。

“深圳五洲龙车辆充电时着火、厦门公交着火等事故恰恰都是磷酸铁锂电池，这说明单体材料安全性并不能代表动力电池系统或整车的安全性。”柯克说，动力电池系统、新能源车辆的安全问题是一个系统性问题。BMS（管理系统）策略、整车控制策略、电池充放电管理、电池布置设计及系统制造等都会影响到车辆安全，而单体的正极材料只是其中一种因素。

单纯从锂离子电池发生事故出现燃烧或爆炸机理看，是一个所谓“热失控”的过程。柯克解释说，首先是由于各种因素引起电池内部温度升高，随着温度升高，会发生系列进一步导致产生热量的过程，这些过程放出热量无法及时排出，引起电池温度进一步升高，达到正极和电解质分解温度，并伴随隔膜甚至有陶瓷涂层隔膜的全面崩溃，温度急剧上升，最终电池发生剧烈燃烧或爆炸。

磷酸铁锂分解温度高于三元材料，三元材料分解产生氧气对此后的热失控有促进作用，从该角度来说，磷酸铁锂相对安全程度高。但柯克认为，从热失控过程看，单纯正极材料热稳定性，不是锂离子电池安全性的决定性因素，采用磷酸铁锂电池客车完全燃烧的实际事故案例也证明了这一点。

发展高能量密度动力电池体系是主流趋势

据统计，三元系电池目前占全球锂离子电池市场的80％以上。

柯克说，发展高能量密度动力电池体系是国际主流趋势，高能量密度是我国“十三五”规划动力电池的核心技术指标之一，这也是当前产业化的电动汽车续航里程，仍未满足市场需求所推动的必然结果。而当前国际产业化的高能量密度体系以三元为主。

“三星等企业重点发展三元电池并非特例，是紧随国际大趋势。技术路线本身的优劣，应该由市场自身去判断更科学。”柯克说。

在今年两会上，全国人大代表、天能集团董事长张天任也表示，我国高端锂电池行业不能仅满足于国家补贴，而应依靠技术创新、品牌建设等，特别在三元系方面，未来能与三星、松下等一较高下。

来源：科技日报