三元材料、磷酸鐵鋰材料以及其他氧化物材料均各有利弊，不存在安全和不安全之說(shuō)。
“暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”的消息已公布，猶如給高歌猛進(jìn)的中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)投入了一枚炸彈，引起一場(chǎng)有關(guān)安全是非的大討論。《汽車觀察》記者經(jīng)過(guò)采訪發(fā)現(xiàn)，更多的業(yè)內(nèi)人士為三元鋰電池伸冤，他們認(rèn)為三元鋰電池背了“不安全”的黑鍋。因?yàn)橹挥邢鄬?duì)的安全，沒有絕對(duì)的安全。
事件的起因源于工信部裝備司司長(zhǎng)張相木發(fā)布的一則消息，他在電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上表示，“我國(guó)在三元鋰電池領(lǐng)域起步晚，用于客車的安全性開發(fā)和驗(yàn)證還不夠，工信部將組織開展對(duì)三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在評(píng)估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。”
都是補(bǔ)貼惹的禍？
工信部明確表示，出于安全考慮，暫停三元鋰電池客車推廣。那么三元鋰電池到底有多不安全？工信部又在擔(dān)心什么呢？
高溫下三元材料易燃，存在的安全風(fēng)險(xiǎn)比較大。中科院物理研究所研究員黃學(xué)杰表示，總結(jié)以往發(fā)生事故的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，鎳鈷鋁三元材料18650電池在180℃以上會(huì)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(huì)出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，安全性相對(duì)較高。
據(jù)介紹，單從材料特性而言，兩種材料到達(dá)一定溫度時(shí)都會(huì)發(fā)生分解，三元鋰材料大概在200℃發(fā)生分解，磷酸鐵鋰則在700℃~800℃時(shí)才發(fā)生分解。并且，三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)更加劇烈，會(huì)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(yīng)。磷酸鐵鋰發(fā)生分解時(shí)不會(huì)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。
同時(shí)，一個(gè)很簡(jiǎn)單的道理，電池能釋放的能量越大，其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)就越大。同比乘用車客車電池容量大，所以客車上裝配三元鋰電池提高了危險(xiǎn)程度。比如純電動(dòng)轎車電池容量一般為幾十千瓦時(shí)，而純電動(dòng)公交車電池容量高達(dá)幾百千瓦時(shí)，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。高溫是電池事故的導(dǎo)火索，而且客車運(yùn)輸人員較多，一旦出現(xiàn)事故其后果非常嚴(yán)重，可見三元鋰電池提高了新能源客車的危險(xiǎn)系數(shù)。
一位不愿意透露姓名的業(yè)內(nèi)人士表示，三元鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展較先進(jìn)的是韓國(guó)、日本，如果加大三元鋰客車的推廣力度，很有可能使高速發(fā)展的中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)步中國(guó)乘用車用市場(chǎng)換技術(shù)的后塵。結(jié)果，市場(chǎng)拱手讓給了外資，而真正的技術(shù)也沒能學(xué)到，所以國(guó)家要急踩剎車，降溫，調(diào)整。
而就在前不久，韓國(guó)代表對(duì)此提出了抗議。韓國(guó)政府將于3月17日在中國(guó)北京舉行的韓中商務(wù)部長(zhǎng)會(huì)談上，就中方變更電動(dòng)公交車補(bǔ)貼政策提出異議。
韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部第二次官(副部長(zhǎng))禹泰熙公開表示，就三元電池公交車補(bǔ)貼問(wèn)題，韓方以產(chǎn)業(yè)部長(zhǎng)官名義向中國(guó)政府發(fā)送了信函，韓政府還召見中國(guó)駐韓大使請(qǐng)求提供協(xié)助，通過(guò)各種途徑向中方提出異議。
韓國(guó)代表表示，中國(guó)政府變更電動(dòng)公交車補(bǔ)貼政策，僅向由中國(guó)廠家主要生產(chǎn)的磷酸鋰鐵(LFP)電池公交車提供補(bǔ)貼，而以安全性等為由，暫不向由LG化學(xué)、三星SDI等韓國(guó)廠商主要生產(chǎn)的三元電池公交車提供補(bǔ)貼。目前，在中國(guó)的電動(dòng)汽車市場(chǎng)上，電動(dòng)公交車約占40%，中國(guó)政府向價(jià)格約在2億?3億韓元(約合人民幣106萬(wàn)元?159萬(wàn)元)的電動(dòng)公交車提供約1.8億韓元的補(bǔ)貼，而在中國(guó)設(shè)廠的韓企若無(wú)法獲得補(bǔ)貼的話，就難以在當(dāng)?shù)劁N售電動(dòng)公交車。另外，LG化學(xué)和三星SDI為了加快進(jìn)軍中國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)，去年增設(shè)大規(guī)模生產(chǎn)線，而此次中國(guó)政府的決定若最終實(shí)施，這些企業(yè)將蒙受巨大損失。
絕對(duì)安全存在？
編者曾經(jīng)就電池安全的問(wèn)題采訪過(guò)幾家新能源客車技術(shù)研究院的負(fù)責(zé)人，他們紛紛表示，新能源客車的安全被業(yè)內(nèi)提高到如今的重視高度，是因?yàn)閲?guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車電池技術(shù)的路線之爭(zhēng)已經(jīng)由來(lái)已久，而此次工信部的暫停事件再次將路線之爭(zhēng)推向新高度。
針對(duì)以上熱點(diǎn)，“三元材料電池安全性之辯”沙龍，頂風(fēng)而開，眾專家紛紛為三元鋰電池伸冤。
多年專注于三元鋰電池研發(fā)的伯坦科技創(chuàng)始人聶亮認(rèn)為，首先從安全本身來(lái)講，有使用才有安全的問(wèn)題，如果這個(gè)行業(yè)即將走向滅亡，無(wú)需談安全。一旦這個(gè)行業(yè)需要發(fā)展，就要有妥協(xié)，經(jīng)濟(jì)和安全的妥協(xié)，工程和技術(shù)的妥協(xié)，性能和產(chǎn)能上的妥協(xié)，所以不存在絕對(duì)的為了安全而安全。而且，汽車的安全比較復(fù)雜，大概有12個(gè)方面涉及安全，比如整車性能、壽命、實(shí)際使用環(huán)境等。
聶亮說(shuō)：“汽車著火，很多情況是車先燒起來(lái)，而不是電池先燒起來(lái)。之所以新能源汽車著火的案例較多，是因?yàn)楫a(chǎn)品驗(yàn)證安全的時(shí)間太短，所以出現(xiàn)問(wèn)題是必然不是偶然。”他建議，“安全應(yīng)該是保證人的生命安全，當(dāng)汽車出現(xiàn)事故的時(shí)候，原則是不傷人。當(dāng)汽車著火的時(shí)候，要隔絕，保證足夠的救援時(shí)間。”
聶亮指出，技術(shù)從來(lái)不是問(wèn)題，怕的是人們對(duì)這個(gè)市場(chǎng)沒有信心，信心沒有了，資本就會(huì)流失。因?yàn)橐粋€(gè)電池廠十幾個(gè)億元的投資，好不容易建起來(lái)，又說(shuō)這個(gè)不行，那個(gè)不行，這個(gè)行業(yè)就喪失了誠(chéng)信，這是最恐怖的事情。他強(qiáng)調(diào)：“技術(shù)從來(lái)不是問(wèn)題，怕就怕根本就不知道能不能做這個(gè)事情。電池行業(yè)還需要靜下心來(lái)進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育，電池廠負(fù)責(zé)優(yōu)生，選用好材料，比如東北出的天然石墨，夏天開采好?還是冬天開采好？其次，制作過(guò)程要穩(wěn)定。第三，要有售后。”
他認(rèn)為，電動(dòng)汽車，可以做到比汽油車百分之一千的安全。現(xiàn)在人們存在很多誤區(qū)，車燒了，跟電池一定有關(guān)系嗎？就電池來(lái)說(shuō)，充電、使用、縱火等各個(gè)問(wèn)題引起的汽車著火都更難說(shuō)。聶亮希望整個(gè)行業(yè)，包括新聞媒體能夠把這個(gè)行業(yè)持續(xù)地往前推進(jìn)，所有的問(wèn)題都是前進(jìn)中的問(wèn)題。“坐在那邊不會(huì)有問(wèn)題，只要前進(jìn)了永遠(yuǎn)有問(wèn)題，問(wèn)題出現(xiàn)了就需要克服。”
十多年一直研究和應(yīng)用三元材料的俄羅斯圣彼得堡國(guó)立技術(shù)大學(xué)功能材料與新能源技術(shù)研究院王慶生博士說(shuō)：“三元材料和磷酸鐵鋰材料和其他的氧化物材料都各有利弊，各有長(zhǎng)短，而不存在安全和不安全之說(shuō)。專家普遍提到這個(gè)材料安全和不安全，有些片面。而應(yīng)該說(shuō)這個(gè)材料在不同環(huán)境、不同結(jié)構(gòu)、不同的應(yīng)用工況，包括組份比例、化學(xué)反應(yīng)、生產(chǎn)制造工藝、體積系統(tǒng)等一系列的大體系系統(tǒng)工程中是否安全，而不是單一材料的是否安全的問(wèn)題。”
目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍選擇磷酸鐵鋰作為動(dòng)力型鋰離子電池的正極材料，但其卻有容易引起微短路、能量密度較低、材料的制備成本與電池的制造成本較高等缺陷。三元鋰電池技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一市場(chǎng)格局。憑借體積小、能量密度大、成本相對(duì)低的優(yōu)勢(shì)，盡管起步較晚，但三元材料的市場(chǎng)份額正在快速上升。不少?gòu)S商將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池，其電池比能量也在不斷提高。
北京佐思信息咨詢有限責(zé)任公司首席顧問(wèn)佟子謙表示，我們現(xiàn)在手機(jī)，還有很多家用電池都是鋰電池，大家也沒有懷疑它的不安全性。所以新能源汽車著火一定要系統(tǒng)的角度來(lái)考慮問(wèn)題，而不是簡(jiǎn)單的單一的從材料來(lái)說(shuō)。
聶亮進(jìn)一步說(shuō)，“每個(gè)人手上都拿著一塊三元電池，你們天天把三元電池放在胸口，放在口袋里，這個(gè)三元應(yīng)該沒有什么安全隱患吧!”
科技部電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目總體專家組組長(zhǎng)歐陽(yáng)明高認(rèn)為，不同車型應(yīng)當(dāng)采用不同的電池，例如乘用車看重續(xù)航里程，可采用高比能量的三元鋰離子電池。客車更看重安全性，可以采用比能量相對(duì)低一點(diǎn)、但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池。在以純電動(dòng)轎車主導(dǎo)的動(dòng)力電池上，未來(lái)仍以三元鋰電池為主。
一些企業(yè)認(rèn)為，隨著技術(shù)進(jìn)步，安全瓶頸解決之后，三元鋰電池能量密度高、成本低的優(yōu)勢(shì)顯露出來(lái)，選擇三元技術(shù)的企業(yè)會(huì)越來(lái)越多。金龍汽車集團(tuán)股份有限公司董事長(zhǎng)廉小強(qiáng)認(rèn)為，三元鋰電池穩(wěn)定性確實(shí)不如磷酸鐵鋰電池，但是電池的安全性不能僅僅通過(guò)電池材料來(lái)判斷。電池的安全性是由包括封裝系統(tǒng)在內(nèi)的控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管控的嚴(yán)密性等共同決定，應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)工藝均衡的保障。
當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型鋰離子電池并存局面，多種技術(shù)路線是市場(chǎng)選擇的結(jié)果。“我們鼓勵(lì)多種技術(shù)路線共同發(fā)展，三元鋰電池比能量高、循環(huán)性能好，是未來(lái)重要發(fā)展方向，但是在這個(gè)領(lǐng)域我國(guó)起步晚，用于客車的安全性開發(fā)和驗(yàn)證還不夠，我們正考慮進(jìn)一步提高新能源汽車產(chǎn)品安全技術(shù)門檻。”工信部裝備司司長(zhǎng)張相木說(shuō)。
編者者認(rèn)為，暫時(shí)不是永遠(yuǎn)，而且中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天承載了全國(guó)眾多行業(yè)人士嘔心瀝血的努力，堅(jiān)持就一定迎來(lái)光明。正如中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)劉彥龍所說(shuō)，“希望通過(guò)三元材料這件事的討論，大家能夠真正的更加重視這個(gè)電池的安全性。”
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