【技術】電動客車不宜裝配三元鋰電池的原因

　　工信部裝備工業(yè)司司長張相木在2016中國電動汽車百人會論壇上表示，暫停三元鋰電池客車列入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，這表達了國家對動力電池去安全性的擔憂。實際上，在今年1月14日工信部的新車目錄上，已經(jīng)沒有裝配三元材料電池的客車產(chǎn)品。

　　張相木給出的理由是，三元鋰電池比能量高，循環(huán)性能好，是未來鋰電池的重要發(fā)展方向，但我國在該領域起步晚，產(chǎn)品用于客車的安全性開發(fā)和驗證還不夠。工信部正在考慮進一步提高新能源汽車產(chǎn)品安全技術門檻，組織開展對三元鋰電池客車等車型在現(xiàn)行安全標準體系下的風險評估。他明確表示，在評估完成前，暫停三元鋰電池客車列入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》。

　　■高溫下三元材料易燃

　　三元材料存在的安全風險比較大。中科院物理研究所研究員黃學杰表示，總結以往發(fā)生事故的經(jīng)驗來看，鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會出現(xiàn)自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到了250℃以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，安全性相對較高。

　　單從材料特性而言，兩種材料到達一定溫度時都會發(fā)生分解，三元鋰材料大概在200℃左右發(fā)生分解，磷酸鐵鋰則在700~800℃時才發(fā)生分解。并且，三元鋰材料的化學反應更加劇烈，會釋放出氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時不會釋放氧分子，燃燒也沒有那么劇烈。因此，僅從鋰離子電池的正極材料特性而言，三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火或發(fā)生意外事故。

　　■電池容量大導致散熱差

　　除三元材料存安全風險外，客車電池容量較大，也加大了三元電池的危險程度。黃學杰表示，電池安全性和電池中儲存的能量成反比，即所能釋放的能量越大，其存在的安全風險就越大，純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時，而純電動公交車電池容量高達幾百千瓦時，隨著電池容量的增加，電池體積也在增加，其散熱性能變差，出現(xiàn)安全事故的可能性增加。

　　黃學杰告訴記者，將鋰離子蓄電池做成動力電池，必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到的安全性指標也就愈高。另外，電池系統(tǒng)的安全并非僅由單體電池決定。中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會秘書長劉彥龍認為，電動汽車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、保護系統(tǒng)的可靠性、通信協(xié)議的有效性等都會對電池組的安全性造成影響。

　　■缺乏評判體系

　　正是由于國內(nèi)缺乏相應的評價體系，很難評估三元電池系統(tǒng)最終的安全情況。單體電池成組會根據(jù)整車使用條件設計電池包，通過加強生產(chǎn)全過程的監(jiān)測，能夠有效提升三元電池系統(tǒng)的安全性，但最終安全與否需要通過相應評價體系進行判定，劉彥龍告訴記者，“國內(nèi)缺乏相應的評價體系。”

　　科技部電動汽車重大科技專項特聘專家王秉剛與劉彥龍的看法一致。王秉剛認為，電池材料的取舍并不能從根本上解決電池安全問題，應從制定嚴格的電池產(chǎn)品質(zhì)量要求和監(jiān)管辦法入手。對此，王秉剛提出兩條建議，一是需要對電池模塊和電池系統(tǒng)制定明確的安全考核指標；二是對新能源公交車要實行嚴格的監(jiān)控，明確監(jiān)控內(nèi)容與責任。

　　中航鋰電(洛陽)有限公司市場部部長阮藝亮認為，客車運行路線、環(huán)境相對固定，電池電量并非客車最關注的焦點，應該堅持熱穩(wěn)定性更高、安全性更有保障的磷酸鐵鋰路線。數(shù)據(jù)顯示，目前在我國所生產(chǎn)的純電動客車中，采用磷酸鐵鋰動力電池的客車占據(jù)整個新能源客車市場的六成份額，三元材料動力電池占據(jù)該市場份額的三成。磷酸鐵鋰電池目前仍然是電動客車領域的主流方向，同時也是最優(yōu)選擇。