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为什么电动客车不适合安装三元锂电池?

为什么电动客车不适合安装三元锂电池?

来源:
2021/12/22 09:06
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【摘要】:

  工业和信息化部装备工业司司长张相木在2016中国电动汽车百人会论坛上表示,暂停将乘用车列入《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,这表达了国家对安全的担忧。"事实上,今年1月14日工信部的新车名单中并没有乘用车。

  张相木给出的理由是,三元比能量高、循环性能好,是未来锂电池的重要发展方向,但我国在这一领域起步较晚,用于乘用车安全的产品研发和验证还不够多。 工信部正在考虑进一步提高新能源汽车产品安全技术门槛,在现行安全标准体系下组织对三元锂电池客车等车型进行风险评估。他明确表示,在评估完成前,暂停将三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。

  ■三元材料在高温下是易燃的

  三元材料存在比较大的安全隐患。中国科学院物理研究所研究员黄学杰表示,从以往的事故经验来看,镍钴铝三元聚合物18650电池在180℃以上就会自燃,起火后很难控制,而磷酸铁锂材料在250℃以上就会发热,相对安全。

  单从材料特性上看,两种材料在达到一定温度时都会分解。三元锂材料在200℃左右就会分解,磷酸铁锂在700~800℃就会分解。此外,三元锂材料的化学反应比较激烈,会释放出氧分子,电解液在高温下迅速燃烧,造成连锁反应。 磷酸铁锂在分解时不会释放出氧分子,燃烧也不会那么剧烈。因此,从锂电池的正极材料特性来看,三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火或引发事故。

  电池容量大导致散热不良

  除了三元材料的安全风险外,客车电池的大容量也增加了三元电池的危险程度。黄学杰说,电池的安全性与在电池中储存的能量成反比,能释放的能量越大,其存在的安全风险就越大,纯电动汽车的电池容量通常是几十KWH,纯电动客车的电池容量几百KWH,随着电池容量的新增,电池也在新增,其散热性能差,发生安全事故的可能性也增大。

  中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙认为,电池组的形成技术、充电方式、使用方式、维护方式、保护系统的可靠性、通信协议的有效性都会影响电池组的安全性。

  缺少评判体系

  由于我国缺乏相关的评价体系,很难对三元电池系统的最终安全状况进行评价。电池组的设计将根据车辆的使用条件进行。通过加强对生产全过程的监控,可以有效提高三元电池系统的安全性。但是,最终的安全性应该由相应的评价体系来判断,刘彦龙告诉记者,目前我国还缺乏相应的评价体系。

  科技部特聘专家王秉刚同意刘彦龙的观点。王秉刚认为,电池材料的选择不能从根本上解决电池安全问题,应制定严格的电池产品质量要求和监管办法。对此,王秉刚提出两点建议,一是对电池组件和电池系统制定明确的安全评估指标;二是对新能源客车实施严格监控,明确监控内容和责任。

  中航锂电(洛阳)有限公司市场部部长阮义良认为,公交车的运行路线和环境相对固定,电池数量不是重点,应该坚持走热稳定性更强、更安全的磷酸铁锂路线。中航锂电(洛阳)有限公司市场部部长阮义良认为,公交车运行路线和环境相对固定,电池数量不是公交车的重点,所以应该坚持走热稳定性更强、安全性更高的磷酸铁锂电池路线。数据显示,目前我国生产的纯电动公交车中,以磷酸铁锂电池为动力的公交车占据了整个新能源公交车市场60%的份额,三种材料的动力锂电池占据了30%的市场份额。 磷酸铁锂电池仍然是电动客车领域的主流方向,也是最佳选择。"三元锂电池如果内部短路或阳极材料遇水,会出现明火。"因此,18650电池一般都有钢壳保护。特斯拉的电池组是由大约7000个18650电池组成。因此,虽然特斯拉对电池组进行了全方位的保护,但在极端的碰撞事故中仍然存在着起火的隐患。

  而锂离子磷酸铁电池要稳定得多,面板即使被刺破、短路也不会爆炸燃烧,受到350℃高温也不会起火(三节锂电池在180-250℃都扛不住)。所以在安全性能方面,锂离子磷酸铁电池要好一些。

  锂电池能量密集,电压较高,所以在相同重量的情况下,汽车可以用更大的电池组走得更远更快。特斯拉ModelS在充满电的情况下,续航里程超过400公里。

  然而,由于三元锂电池需要与大量的单体电池相结合,所以电池组非常大。与体积相对紧凑的磷酸铁锂电池相比,虽然它在动力输出上更胜一筹,但也要承担侧面使用对内部空间的影响。

 

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