目前,大量锂电池搭载在新能源汽车上,但在实际运行中,因为锂电一致性和安全性问题,新能源汽车着火事件常有发生。围绕锂电池的相关技术问题,以下是记者对清华大学核研院锂离子电池实验室主任何向明采访的提炼。
提升电池技术和制造水平
关于电池电池一致性问题,何向明表示,不同于手机电池的单块使用,动力电池应用于大规模储能和电动车时,需要很多电池串并联在一起,这就会带来一致性问题,电流电压在实际分配中会出现不均。这会带来两大危害,一是系统寿命大幅下降;二是导致电池发热,存在安全隐患。
对于如何确保电池的一致性,他表示,普遍做法是,通过容量、电压等一系列参数对电池进行筛选,但这些筛选的过程目前比较复杂,且效果都有局限性,也有很多的问题,有些是由于测量误差造成的。目前设备的测量误差大多在1%左右,实际上要达到电池一致性要求,误差就要低于1%。从制造角度来说,全自动化的制造工程因设备精度、测量参数固定,减少了人为因素,在提升一致性方面有了很大改进。
此外,他还提出了用串联充放电进行一致性筛选的思路。具体是先对所有从工厂产出电池的一致性做筛选,然后串联,再进行充放电,这样就可以避免设备误差。
对如何确保电池安全性,何向明表示,目前的检测标准不能完全消除电池的安全性问题。锂电池属于易燃物,其能量密度高,有正极、负极,使用过程中的发热会带来热失控问题。目前从电池本体技术上加强技术攻关,5-10年左右可以做到保证电池的安全。
此外,电池的安全性与电池厂的管理水平、制造水平息息相关。要提高电池的安全性和可靠性,就要在各方面逐步提升,要贯穿在生产管理的各环节。
不应单纯以能量密度为指标
国家计划到2020年,电池单体能量密度达到300 Wh/kg,据了解,宁德时代、天津力神、国轩高科企业研发团队,已基本实现了300 Wh/kg动力电池的研发。
何向明表示,300 Wh/kg的目标单纯从技术上来说不是问题,但电池作为大规模应用在新能源汽车上的产品,不能只考虑充放电容量,更要考虑安全性、可靠性,还需要在实践中不断验证,在可靠性能上要绝对过关。
国家出台新能源汽车补贴标准,对补贴设定门槛,规定了以电池能量密度为导向,推动企业技术发展,但也有一定的副作用,首先在成本上推高了电池的制造成本,带来企业成本的上涨,另一方面企业为达到技术指标要求,需负重前行。比较而言,国外在电池发展上的考虑是,在满足一定能量密度的前提下,更多关注电池的可靠性和安全性。
来源:中国能源报