近日,和訊汽車從相關媒體獲悉,國內著名動力能源公司國軒高科副總裁徐興無在接受媒體採訪時表示,三元鋰811電池的安全問題目前仍沒有完全解決,其應用應該緩一緩。
徐興無認為,雖然動力電池未來的發展是高能量密度、長迴圈壽命和低成本,但前提必須是安全,如果總是出安全事故,不僅對消費者不負責,也影響整個行業的信心。目前沒有足夠資料證明811電池的安全問題得到了完全解決,所以應該緩一緩,等技術真正成熟之後再大批次裝車。
什麼是“811電池”?近段時間以來,國內已發生了多起電動車起火事故,其中部分原因是由於搭載的三元鋰電池發生外力撞擊或高溫後起火導致。這也導致新能源車安全性、三元鋰電池安全性的話題重新引起人們的熱議。
而我們俗稱的811電池就是三元鋰電池的一個代表,全稱為NCM811三元鋰電池,即正極材料中為鎳鈷錳,同時含量比例為80%:10%:10%的三元鋰電池,是目前最高能量密度與最高技術含量的鋰電池。由於NCA電池技術壁壘高,且日企壟斷了NCA材料市場,中國電池製造商在多重因素下,大多選擇NCM路線。
而使用NCM811電池的主要目的就是提升能量密度。現在多以523和622型為主,單體能量密度在200Wh/kg,而NCM811電池一舉突破300Wh/kg,相當於能量密度提升了50%,這相當於同樣體積的電池倉,可以攜帶更多的鋰電池,或者大幅降低鋰電池質量。
此外,811電池的成本也相比其他電池要更低,因為鈷的成本一直在上漲,減少鈷的含量就可以降低生產成本。在使用811電池後,普遍成本可以降低8%的成本。以特斯拉Model 3為例,它使用的2170電芯將正極材料中所需鈷的含量降低到 10%以下,甚至低於其他電池產商生產的下一代NCM811電池中鈷含量。
811電池真的“愛燃”嗎?當然,凡事有利就有弊。811電池儘管擁有更高的能量密度和更低的成本,但存在的安全隱患也要比其他電池更大。隨著鎳含量的提高,正極材料的穩定性隨之下降,在遇到高溫、外力衝擊等情況時,高鎳電池會存在安全隱患,且高鎳電池充電時產氣會導致電池鼓脹也是一個待解的問題。作為應用到汽車產品中的關鍵部件,高鎳產品在安全方面仍然需要有更大程度的改進,可以說這是未來三年要努力克服的問題。
此前有網友為了驗證三元鋰電池能否透過針刺測試,進行了一次硬核的三元鋰電池穿刺實驗。據博主@鋰電大全小魚介紹,其進行穿刺實驗的電池為寧德時代811三元鋰電池單體。然而從鋼針剛穿刺電池後,電池內部就發生了劇烈膨脹現象。而後,電池單體瞬間爆炸,同時伴隨有起火現象,電池開始劇烈燃燒,電池內部物質向外噴射而出。很顯然,該款三元鋰電池單體沒能透過穿刺測試。
當然,完全穿刺的測試確實是相對比較嚴苛的測試方法,在日常駕駛中,哪怕發生比較嚴重的交通事故,也很難觸發這個場景。另外值得一提的是,不光811電池不能順利透過穿刺測試,由於三元鋰電池的特性,至今沒有任何一款鋰電池可以順利透過該測試。
根據工業和資訊化部公佈的GB 30381-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中,特別提出了電池系統熱擴散試驗,要求電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。
哪些車搭載了811電池?這個夏天,廣汽新能源Aion S的車輛自燃情況案例出現不少,這臺車就搭載的是811電池,這讓Aion s的電池能量密度達到了180Wh/kg,在電池組容量為58.8kWh的情況下,便可以輕鬆突破500km續航大關。
此外寶馬X1插電混動版本、蔚來ES6、吉利幾何A,以及剛剛上市的小鵬P7等車型,均搭載了NCM811電池,換句話說,如果想要實現更長的續航表現,搭載811電池似乎是最快、成本最低的方案。
當然,811電池的安全性就像當年被詬病無數的雙離合變速器一樣,儘管天生就存在缺陷,但憑藉著其他方面出色的表現依然無法令人拒絕,未來如何在續航、成本、安全等方面做出綜合考慮,對汽車廠商來說,也是一個值得思考的問題。
不過,隨著近些年補貼退坡以及三元鋰電池頻繁發生起火事故,不少車企製造廠商又重新把目光投在了磷酸鐵鋰電池身上。
相較於三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池的能量密度和低溫放電效能的表現要差一些,同時充電速度方面也不具備優勢,但磷酸鐵鋰電池存在天生的優勢——安全性。相比之下,磷酸鐵鋰的熱穩定性是目前車用鋰電池中最好的:當電池溫度處於500-600℃高溫時,其內部化學成分才開始分解,因而基本不會存在自燃的問題。
此前幾年,因為能量密度低和冬天耐低溫效果不好,成本更低的磷酸鐵鋰電池還被看作是低端電池的代表,只有少部分廠商運用在低端車型上。然而隨著技術的提升,磷酸鐵鋰電池的效能也得到了快速發展。以磷酸鐵鋰電池為基礎的比亞迪的“刀片電池”就是很好的例子,不僅可以順利透過“針刺測試”,還可以將車輛的續航能力提升50%,在安全性和能量密度方面做到了很好的平衡。