是时候揭开这属于NEV的电池之殇了

SMM网讯:工作在媒体行业,每一天要面对的信息都是全新的,但两周前马斯克在推特上的回复至今还让我记忆犹新。高举“被双标”的横幅,特斯拉的喊冤让人气愤,但也不无道理。气愤在于作为一个企业家,马斯克更应该把关注放在事件本身。而不无道理,则是说燃油车的自燃概率目前为止确实远高于纯电动汽车,这也是个铁证如山的事实。

百余年的发展后,汽车自燃并不是一个该让人少见多怪的现象,但对于电动汽车,人们的反应却让它看上去是一个“未知”的领域,这种“未知”取决于我们对电动车的认知太少,也源于我们对电动车的期待过高。所以不如借着这个由头,往下多看几眼。

电池爆燃,问责的同时我们要关注4·21事件中的一些特殊性。

关于电池爆燃原因的分析有很多,但在判断和分析4·21事件的过程中,由于车辆是静置自燃,那么一个尤其需要关注的点就是当事车辆的老化程度,这也是属于电动汽车行业的“未知”领域。车前悬挂的蓝色牌照意味着这台车的使用年头不短了,风吹日晒、外力冲击、涉水泡水,这些使用过程中的常见经历,是电池包要面对的外在问题,但正所谓“日防夜防,家贼难防”,多年的快速充放电过程中,原自电芯内部的老化也同样值得被关注。

特斯拉一直以来引以为傲的能量密度,源自松下提供的NCA镍钴铝三元锂电池,高镍配比让其续航里程成为了业界标杆,但这也是一把双刃剑。高镍意味着高能量密度,同时也意味着电池正极材料热稳定性的下降,更容易发生热失控。而除此之外,在快速充放电的过程中,锂枝晶的生成则是电芯老化进程中更为棘手的问题。

从原理上讲,放电的过程中锂片会溶解成锂离子,充电过程中锂离子又会还原成金属锂,在这个还原的过程中由于热力学的原因,会导致锂在还原的过程中有枝晶状的锂产生,随着锂枝晶的不断生长,最终会发生两种情况,其一是刺穿隔膜导致电池短路(引发热失控的重要原因之一),其二锂枝晶会从锂片上脱落,造成电池容量的损失。目前相对于高镍材料配比带来的热稳定性问题,对于整个动力电池行业来讲,如何抑制锂枝晶是一个更难攻破的难题。

提高能量密度,成为了电动汽车的阿克琉斯之踵,它意味着续航、意味着效率,但安全性却与之互为反比。

随着国家对电动车性能考核标准的逐步提升,如何提升能量密度已经成为了整个行业要面临的最大问题。未来新一批投放市场的电动汽车,大部分都将采用NCM811(镍钴锰比例为8:1:1)的新一代三元锂电池,国内动力电池巨头宁德时代目前也实现了该种电池的量产。

然而与之相对则是安全性的考验,尽管配方与特斯拉有所不同,但从333到523到622再到811,高镍带来的热稳定性问题始终不能忽视,从全球范围内频发的电动车爆燃事件来看,单靠现有的热管理系统和PACK设计也难以从长期角度确保万无一失。而稳定性较高的磷酸铁锂电池,又无法满足电动汽车发展过程中对高能量密度的需求。因此对于电动汽车来讲,电芯的发展和进化已经成为了这一时刻下整个行业的瓶颈所在。

技术瓶颈只是其一,三元锂离子动力电池的内忧外患远不止于此。

如果说技术上的瓶颈尚有望通过行业自驱力来逐步解决,那么从长期的原材料供应角度,无论是以松下为代表的NCA,还是LG Gram、宁德时代为代表的NCM,字母之间的这个C,也就是稀有金属钴,都更加耐人寻味。金属钴在世界的储量很少,且分布极不均衡,我国的钴进口占比达到了95%,在所有金属钴的产地中,非洲刚果(金)的钴资源最为丰富,然而当地却常年经受战乱洗礼,这显然为三元锂电池的发展蒙上了一层阴影。毕竟在现有的配方结构中,由于钴自身紧密的分子结构,其稳定性作用短期内还无法替代。

另一方面来自燃料电池的竞争压力也在不断增加,以日韩两国为代表大力开发的氢燃料电池汽车,早已经在各自土地上生根发芽,中国对氢燃料电池的研发力度也在不断加大,与此同时其它种类的燃料电池也在伺机而动。

作为NEV技术的风向标,本赛季Fomula E更换电池供应商的举动引起了不少人的关注,迈凯伦所提供的电池在比赛中达成了几乎两倍于此前威廉姆斯电池的能量密度,这也让国外学者对此作出了猜想,一些人认为迈凯伦使用了以NCM811为基础但性能更好的电芯,另一些人则大胆的认为迈凯伦引入了更具突破性的材料——铝。铝空气电池虽然不具备循环使用的能力,但其单位能量密度和成本优势却是三元锂电池无法追赶的,100千克的铝电池可以提供3000公里的续航里程。如果说铝是电动方程式新电池中的那个未知金属,那么它可能是这项运动带给汽车市场的最大礼物。

回到现状,从市场角度出发现在最大的担忧是,电动汽车的爆燃事件是否还会继续,是否能得到控制,此外随着NCM811的逐步投放市场,拥有了高能量密度的新一代电动汽车,其安全性又能否经得起时间的考验,这真的是一个需要各方严肃对待的问题,毕竟从4·21事件的监控视频来看,从冒烟到爆燃的过程只有两秒,靠我这副小短腿儿是真的跑不出去啊……

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