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動力電池的發(fā)展之路

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年06月07日  

  在全方位解析了動力電池材料本身的物理及化學(xué)屬性、磷酸鐵鋰和三元材料電池電芯單體、pack(電池包)以及整車層面和厘清了“三元鋰電”之爭這一行業(yè)性話題以后,對于“安全性”這一核心關(guān)切,如何做到提升和保障?嘉賓各自再次給出了自己的意見和建議:

  王慶生:電池廠商真正搞明白“電池的機(jī)理和生產(chǎn)流程”很重要

  怎么樣提升三元材料電池體系,或者各種體系電池的安全性,剛才各位都在討論,我想大家都知道這是一個(gè)系統(tǒng)性、體系化的問題,從材料的選擇到電池的制作,pack的成組分配,整個(gè)系統(tǒng)的控制管理和應(yīng)用的實(shí)施管理監(jiān)控,這是一個(gè)大系統(tǒng),包括充電的管理。

  這個(gè)系統(tǒng)每一個(gè)環(huán)節(jié)都能造成電池的安全性的不穩(wěn)定因素,有簡單的例子,從材料來做,正級選擇了,負(fù)級選擇了,電解液選擇了,四大材料,五大材料,制作過程中材料之間的匹配性,在制作工藝中,制作過程中的環(huán)境,再做成電池。我去看了很多的廠家存在很多問題。現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)更多的電池廠,大大小小不小于三千家,包括注冊不注冊的,太多的電池生產(chǎn)廠商不知道電池機(jī)理和原理是什么,也不知道為什么要這樣做,問他為什么這樣做,說他們這樣做所以我也這樣做,這個(gè)話讓你覺得很無語,肯定會出問題的。

  環(huán)境的控制,化成制度的原因,我問為什么這樣化成,別人家的工藝就是這樣的,這都是造成不安全的因素。

  動力電池和數(shù)碼電池完全不是一類電池,功能性電池和儲能電池也不是一類電池。剛才說了大家還在討論電池為什么三元體系材料和磷酸鐵鋰體系的,到底有什么差別,剛才大家說電壓,能量密度有差別,其實(shí)還有更多的差別,這是從表征上看到的,離子擴(kuò)散速度,低溫電子導(dǎo)電率,包括不同環(huán)境內(nèi),不同環(huán)境下,之間的極化產(chǎn)生的原因都不一樣,我們是說日韓企業(yè)做的就好了,他們也就是把三元材料的特性抓住了,應(yīng)用,特性都拿出來以后做。

  不是說韓國,日本,做三元電池就沒有問題,我看來也有他的問題,我說我們要把我們的問題導(dǎo)出來,我們怎么去解決。而且這個(gè)行業(yè)內(nèi)的各位同仁要有共識,要認(rèn)識到我們的差距,但是現(xiàn)在我就看了很多的廠,都是一個(gè)狀態(tài),這是我們最擔(dān)心的,所以說下一步我們電池到底怎么做得更安全,我覺得就是不論做哪一種產(chǎn)品,技術(shù)提升,產(chǎn)品質(zhì)量提升,工藝穩(wěn)定性提升,這才是最重要的。

  劉彥龍:從生產(chǎn)、品控、失效保護(hù),到電池包及整車全方位考慮

  首先是從電池制造的環(huán)節(jié)要采取一些措施,一個(gè)是生產(chǎn)的環(huán)境,對生產(chǎn)材料本身的閥值,含量的控制。第二是從生產(chǎn)的品質(zhì)的監(jiān)控,在線監(jiān)控,一致性監(jiān)控都是需要做工作的。做成電芯以后,每個(gè)電芯一旦發(fā)生了問題的話,不至于引起整個(gè)電池組,或者其他周邊的電池引起連鎖反應(yīng),造成更大的傷害。再一個(gè)是從電池在整車上的安全措施,一旦這個(gè)電池在車上使用發(fā)生了問題,一定的時(shí)間內(nèi),乘客有機(jī)會撤離,不造成更大的傷害。

  總結(jié)起來,一個(gè)是首先電芯的制造,pack的制造要采取安全措施,車上的應(yīng)用要采取相關(guān)的一些措施。

  馬俊峰:整車設(shè)計(jì)時(shí)電池包企業(yè)就應(yīng)該參與

  我們真正的產(chǎn)品是電芯,給到客戶是電池包,是一個(gè)系統(tǒng)工程。電池材料是一部分,但是生產(chǎn)出來,工藝上的保障更重要。即便是一個(gè)好的材料,好的設(shè)計(jì),放在不同的工廠里生產(chǎn),最后出來的結(jié)果是完全不同的東西,相信在座很多都是電池廠的專家,應(yīng)該都知道里面的一致性的問題,生產(chǎn)線的問題。

  電池包怎么保證系統(tǒng)安全,以我們的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該是整車在開始,整車設(shè)計(jì)的時(shí)候電池包企業(yè)就要介入。安全的問題,從電芯,BMS,線速,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和整個(gè)的配合結(jié)合在一起的,這是從主動的角度來說要做的技術(shù)。被動的角度來說,如果出問題了,人能不能出來,設(shè)計(jì)要盡可能的延緩事故的蔓延速度。我們在考慮幾項(xiàng)技術(shù),一個(gè)是外部短路的管控,還有組間的隔離,某一個(gè)電芯一個(gè)組出了問題,不能很快的蔓延到其他的地方。還有電池包對防火性能的處理,國際上有標(biāo)準(zhǔn),什么情況下人員是在不同的事故環(huán)境下,從車內(nèi)逃離出來,都是有標(biāo)準(zhǔn)的。希望借著安全的話題,整個(gè)行業(yè)針對我們做的產(chǎn)品,把安全性提升到最高的高度來。

  宋華杰:電池廠商要自檢自測,行業(yè)加大監(jiān)管和標(biāo)準(zhǔn)制定

  說到安全性從三個(gè)部分來說。首先,單體的結(jié)構(gòu)來說,做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候會想到一個(gè)電池確實(shí)一旦發(fā)生了失效,怎么能夠自己保護(hù),自己預(yù)防。舉個(gè)例子,現(xiàn)在用的18650電池,有一個(gè)防線,設(shè)計(jì)了CID,電流截流裝置,一旦電流過大會自動斷開。

  第二,關(guān)于材料選擇這塊,我們選了正級,負(fù)級,對材料進(jìn)行了改性,而電解液是最容易出事的,可以添加一些添加劑。通過自己的研發(fā),添加一些氟化物進(jìn)去,阻燃劑的添加、增加陶瓷隔層,以及對正級進(jìn)行一些穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的元素進(jìn)去。

  第三,鋰電池的生產(chǎn)過程是非常復(fù)雜的,過程很長,工序中有幾個(gè)問題需要重點(diǎn)說一下。車間的溫濕度和粉塵,金屬異物,尤其是金屬異物,制造的過程中遇到電池中會造成內(nèi)短路,電池最危險(xiǎn)的就是內(nèi)短路,發(fā)生了內(nèi)短路正負(fù)級會解除導(dǎo)致電池失效。此外,電動車使用的過程中不是單個(gè)電池,是成千上萬的電池進(jìn)行串并聯(lián),進(jìn)行了DMS設(shè)計(jì)的時(shí)候要溫度管控,要探索溫度,一旦哪個(gè)模組出現(xiàn)了問題,能夠迅速的進(jìn)行報(bào)警,預(yù)警是DMS需要加強(qiáng)的。

  電池做出來了,這個(gè)東西做完了安全不安全,還要進(jìn)行一系列的監(jiān)測,而不是做完了就出廠。作為負(fù)責(zé)任的工廠來說,自己的內(nèi)部要進(jìn)行一系列的安全測試,進(jìn)行性能測試。比如按照國家規(guī)定的一些標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行這些標(biāo)準(zhǔn)的測試。

  最后,希望相關(guān)部門加大這塊部門的監(jiān)管,拿到證書進(jìn)行測試。而對于目前市場上出現(xiàn)的一些電池失效,比如汽車燃燒爆炸的事情,到底是哪個(gè)方面出現(xiàn)的。針對這個(gè)出現(xiàn)的項(xiàng)目、這一點(diǎn)上制定一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn),或者是對以前已有的標(biāo)準(zhǔn)覺得不夠的進(jìn)行修訂,加嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)的控制,用這個(gè)控制來提升這個(gè)產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量。

  譚浩海:自動化生產(chǎn)+科學(xué)管理+企業(yè)社會責(zé)任意識

  目前新能源行業(yè)的焦點(diǎn)是自燃,從源頭抓起。從設(shè)備的自動化程度、管理系統(tǒng)的引入,以及充電樁的配套,這幾個(gè)板塊都是缺一不可的。除了將這幾塊整合起來,還要看企業(yè)的社會責(zé)任意識。我認(rèn)為這一點(diǎn)很關(guān)鍵,企業(yè)究竟是為了乘這個(gè)行業(yè)的趨勢大撈一筆,還是真正想為新能源汽車產(chǎn)業(yè)盡自己的一份力量。

  佟子謙:標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的制定及完善要加快

  我們從另一個(gè)角度看,安全性方面,標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)是不是完善的。我覺得在安全性的層面大家要注意,標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)是要先行的,沒有這些東西會良莠不齊的。不論是哪個(gè)方面,標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)是衡量的尺度,這個(gè)必須要完善。我們在這個(gè)過程現(xiàn)在相對還是滯后的,我們的標(biāo)準(zhǔn)是最多的,多不代表是掌握了最核心的。舉個(gè)例子來講,我們看到了前面電芯的標(biāo)準(zhǔn),沒有pack的,去年才出了pack的,運(yùn)營的標(biāo)準(zhǔn)呢?電池里面電芯、材料是一個(gè)環(huán)節(jié),pack是一個(gè)環(huán)節(jié),運(yùn)營、使用和維護(hù),充電,都是各個(gè)環(huán)節(jié),都是需要在安全標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié)更進(jìn)一步的體現(xiàn)的。

  聶亮:10年的發(fā)展不容易,需要信心堅(jiān)定地走下去

  安全性的問題,首先從安全本身來講,有使用才有安全的問題,如果這個(gè)行業(yè)將來是死掉的,現(xiàn)在根本不需要談安全。

  第一首先要承認(rèn)電池是不安全的,哪怕做到1ppm,0.3ppm,電池還是會燃燒。燃燒的情況下pack要進(jìn)行防護(hù),這是pack要做的。第二,實(shí)際使用當(dāng)中,很多情況是車先燒起來,而不是電池先燒起來,這個(gè)時(shí)候要隔絕,如整車的內(nèi)飾織物。

  此外,我們必須得改變“老外的就是牛逼的”這種固有思維。日韓的電池除了有個(gè)別不知名的,我都測過,水平也就是這樣,如果他們是100分,國內(nèi)的主流大概是95分。實(shí)際上,包括三星、LG這樣的企業(yè)在內(nèi),相對來說國內(nèi)的pack水平在世界上是一流的。

  還有,我們也要認(rèn)識到這個(gè)里面出問題是對的,也是必然的。世界前幾位的電池都出過問題,不可能不出問題的。在此情況下,我們盡量把問題減小到最低,原則是不傷人。新能源汽車是一個(gè)過程積累過來的,2016年到2020年是很關(guān)鍵的,行業(yè)好不容易在十城千輛,2013-2015年一輪中樹立了信心,這個(gè)時(shí)候最荒的不是技術(shù)問題。技術(shù)從來不是問題,荒的是信心沒有了。

  這個(gè)行業(yè)還是需要靜下心來,電池,我講了電池是一個(gè)小孩,優(yōu)生優(yōu)育,電池廠負(fù)責(zé)優(yōu)生,材料要好。怎么樣叫材料好,電池廠知道嗎?根本就沒有使用過怎么會知道,這是使用過程的問題。第二是制程要穩(wěn)定,第三是要有售后。

  現(xiàn)在是電動汽車,可以做到比汽油車安全,這是可以百分之一百肯定的,甚至是百分之一千的肯定。同樣的一種極端環(huán)境,掉水里了,沖火盆里了,兩臺車正面相撞,電池本身來說可以做到比汽油車的油箱安全。這里有很多的誤區(qū),車燒了,跟電池一定有關(guān)系嗎?就電池來說,充電,使用,維護(hù),電池的防護(hù)水平是可以做到的。

  還是希望整個(gè)行業(yè)持續(xù)的往前推進(jìn),所有的問題都是前進(jìn)中的問題,坐在那邊不會有問題。只要前進(jìn)了永遠(yuǎn)有問題,問題出現(xiàn)了就需要克服。

  沒有一個(gè)國家這樣堅(jiān)定的扶持,十年了,國家領(lǐng)導(dǎo)人都是聰明絕頂?shù)模J(rèn)準(zhǔn)了這個(gè)方向讓大家做,希望電芯廠不要停下來,大家不要對這個(gè)有懷疑,一定要堅(jiān)定信心,市場大得很。科技部萬鋼部長上去之后十幾年間太不容易了,好不容易看到一點(diǎn)曙光,行業(yè)有信心了,參與的人多了,資本進(jìn)來了,左邊一個(gè)坑,右邊一個(gè)坑,沒有關(guān)系的,大家齊心協(xié)力這些坑都可以過去。

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