動(dòng)力電池頻頻自燃 鈦酸鋰電池能否借此登陸乘用車市場(chǎng)？

4月21日晚，上海某小區(qū)車庫(kù)一輛特斯拉Model S自燃并波及臨近車輛；4月22日，一輛蔚來(lái)ES8也出現(xiàn)起火現(xiàn)象……多起電動(dòng)車自燃事件把電動(dòng)車又推向了風(fēng)口浪尖。甚至有網(wǎng)友爆料稱，電動(dòng)汽車申請(qǐng)車位都會(huì)遭物業(yè)的“不公平”對(duì)待。

截止目前，特斯拉等企業(yè)并未就電動(dòng)車自燃的原因做出官方解釋。億歐汽車就此問(wèn)題與國(guó)創(chuàng)成聯(lián)合創(chuàng)始人、首席商務(wù)官李海波進(jìn)行了交談。在他看來(lái)，特斯拉在三電系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，但旗下產(chǎn)品還是不止一次出現(xiàn)自燃的事件，這與其電池技術(shù)路線本身有關(guān)。

特斯拉使用的三元鋰電池負(fù)極材料為碳系材料，在李海波看來(lái)，碳負(fù)極電池本身就是一種本質(zhì)不夠安全的電池。清華大學(xué)歐陽(yáng)明高院士去年發(fā)表論文指出：動(dòng)力電池充電態(tài)的正極會(huì)釋放氧氣，只產(chǎn)生較少熱量，即電池不會(huì)被內(nèi)部短路的熱量產(chǎn)生點(diǎn)燃；但有負(fù)極存在時(shí)，強(qiáng)還原性的負(fù)極（碳系材料）會(huì)消耗正極產(chǎn)生的氧氣，并產(chǎn)生大量熱，最終導(dǎo)致整個(gè)電池出現(xiàn)熱失控。

通俗來(lái)講，碳系材料本身是易燃物，再加上碳系材料嵌鋰會(huì)形成化合物L(fēng)iC6，其性質(zhì)接近于鋰單質(zhì)，在空氣中就可以直接自燃。所以，鋰電池的安全性短板是因?yàn)榇嬖谔枷地?fù)極材料，是材料本身的安全隱患。

因此，國(guó)創(chuàng)成選擇進(jìn)入一個(gè)新的動(dòng)力電池領(lǐng)域：鈦酸鋰電池。

鈦酸鋰電池：高安全性與低能量密度并存

如今，三元鋰、磷酸鐵鋰電池已經(jīng)占據(jù)了我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)90％以上的市場(chǎng)。作為一家新晉的動(dòng)力電池制造商，國(guó)創(chuàng)成并未進(jìn)入當(dāng)下的主流市場(chǎng)，而是選擇專注于鈦酸鋰電池。當(dāng)然，這也是因?yàn)殁佀徜囯姵刈陨碛兄欢ǖ膬?yōu)勢(shì)。

首先，與三元鋰或磷酸鐵鋰電池只能靠外部管控系統(tǒng)保證安全相比，鈦酸鋰電池是材料層級(jí)的安全。李海波對(duì)億歐汽車談到，由于采用尖晶石結(jié)構(gòu)鈦酸鋰，該結(jié)構(gòu)的材料在脫嵌鋰過(guò)程中幾乎沒(méi)有體積變化，且嵌鋰電位相對(duì)較高，所以即使后期在低溫、高倍率充電等惡劣使用環(huán)境下，鈦酸鋰電池也不會(huì)達(dá)到金屬鋰的析出電位，降低了形成鋰枝晶的概率和短路風(fēng)險(xiǎn)。

此外，即使內(nèi)部出現(xiàn)短路情況，鈦酸鋰電池的溫度最高只能升至60℃，達(dá)不到電池燃燒的溫度水平。鈦酸鋰的主體構(gòu)成是氧化鈦，本身不會(huì)燃燒的。據(jù)李海波介紹，嵌鋰后的石墨負(fù)極燃燒放熱量是鈦酸鋰負(fù)極的10倍左右?！熬退汊佀徜囯姵匕l(fā)生燃燒，也是緩慢燃燒，不會(huì)爆炸?！彼a(bǔ)充道。

除了安全性高之外，李海波表示，鈦酸鋰電池還具備其他三大優(yōu)點(diǎn)：第一、使用壽命長(zhǎng)，高倍率充放電次數(shù)能達(dá)到其他類型電池的10倍甚至20倍以上；第二，溫域?qū)?，可以在低溫或高溫條件下正常的工作；第三，可以實(shí)現(xiàn)高倍率充放電，鈦酸鋰電池可在10分鐘，甚至5分鐘內(nèi)充滿，耗時(shí)遠(yuǎn)低于三元鋰電池的1小時(shí)。

既然優(yōu)點(diǎn)這么多，為何我國(guó)主流汽車產(chǎn)品并未采用鈦酸鋰電池？因?yàn)橄噍^于對(duì)手，此類電池的能量密度過(guò)低了。國(guó)創(chuàng)成目前可量產(chǎn)的鈦酸鋰電池能量密度為100Wh／kg，約為磷酸鐵鋰電池的70％～80％，只有三元鋰電池的50％～60％。以特斯拉Model S為例，該車?yán)m(xù)航里程超過(guò)500公里，但若換成鈦酸鋰電池也許只能跑300公里。此外，鈦酸鋰電池的成本也較三元鋰電池更高。因此，以能量密度和續(xù)航里程作為主要考量依據(jù)的乘用車制造商放棄了這一電池品類。

鈦酸鋰電池的市場(chǎng)何在？

雖然國(guó)創(chuàng)成于2016年11月才注冊(cè)成立，生產(chǎn)的電池在2018年底才正式投產(chǎn)，但據(jù)李海波介紹，該公司的團(tuán)隊(duì)成員從事鈦酸鋰電池的研發(fā)與生產(chǎn)已有10年以上的歷史了。只專注于這一種電池的研發(fā)，就是因?yàn)樗麄兛吹搅艘粋€(gè)不小的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

“從目前的客戶反饋來(lái)看是非常積極的，”李海波表示。目前，國(guó)創(chuàng)成已與一些軌道交通公司達(dá)成了批量采購(gòu)協(xié)議，并拿下了部分新能源礦車領(lǐng)域的訂單，還在物流等領(lǐng)域擁有客戶。

這些客戶的共同點(diǎn)在于，把安全性作為核心訴求和基礎(chǔ)門檻，同時(shí)需要充分考量經(jīng)濟(jì)性和電池的使用壽命。據(jù)李海波介紹，鈦酸鋰電池的電芯能夠達(dá)到5萬(wàn)次高倍率的循環(huán)充電放壽命，遠(yuǎn)超整車使用壽命。作為對(duì)比，磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池的高倍率充放電壽命一般只有幾百次，即使是低倍率充放電也只能實(shí)現(xiàn)數(shù)千次的循環(huán)。由于國(guó)創(chuàng)成客戶的車輛尺寸較大，有更大的空間裝載電池，所以對(duì)于能量密度的要求則相對(duì)較低。

此外，李海波表示，12噸以上的插電式混合動(dòng)力貨車也已在今年進(jìn)入國(guó)家對(duì)新能源汽車政策補(bǔ)貼的名單，這正在刺激國(guó)創(chuàng)成向這一領(lǐng)域發(fā)展。同時(shí)，他還表示，該公司正在與部分客車制造商和重型機(jī)械制造商進(jìn)行積極溝通?？蛙囍圃焐瘫烩佀徜囯姵卦诟弑堵食浞烹姾烷L(zhǎng)壽命方面的優(yōu)勢(shì)所吸引，而重型機(jī)械企業(yè)則看中此類電池高倍率充放電和寬溫域的特點(diǎn)。此外，國(guó)創(chuàng)成在儲(chǔ)能市場(chǎng)也有積極推進(jìn)，鈦酸鋰電池由于它的高倍率性能，在儲(chǔ)能調(diào)頻里有非常大的發(fā)揮空間。

據(jù)李海波透露，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，國(guó)創(chuàng)成也有入局乘用車市場(chǎng)的規(guī)劃。隨著多起自燃事件的爆發(fā)，乘用車未來(lái)是否還會(huì)堅(jiān)持以能量密度和長(zhǎng)續(xù)航為第一考量因素還是未知數(shù)；在增程式電動(dòng)車市場(chǎng)，鈦酸鋰電池的特性可以解決安全性與里程焦慮兩方面問(wèn)題；此外，預(yù)計(jì)未來(lái)2－3內(nèi)，48V啟停系統(tǒng)將成為乘用車的標(biāo)配，鈦酸鋰也是啟停電池的最佳選擇之一。

李海波表示，就當(dāng)下而言，國(guó)創(chuàng)成最緊急的事務(wù)是旗下工廠的產(chǎn)能擴(kuò)充，該公司現(xiàn)有的產(chǎn)能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足既有訂單需求?！拔覀兎浅？春免佀徜囯姵剡@個(gè)市場(chǎng)。”他補(bǔ)充道。