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行業新聞

近日,原國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬先生做客北京‘前途·驛’體驗館,分享了一場關于“動力電池安全性問題”的公開課。

今年,高速成長了30年的中國汽車業首次出現負增長。與之鮮明對比的則是,新能源汽車的銷量持續大幅增長。

相比燃油車,公眾似乎對新能源車特別是純電動汽車的起火更為緊張,年內有報道可查的新能源汽車起火原因雖不盡相同,但細究起來電池長時間在液體中浸泡、電池材料不過關、動力電池系統拼裝布局缺陷、使用中過充過放、電池組件安全性等都是電池起火的風險因素,最終的結果就是電池發生熱失控導致自燃。

10月31日,國家市場監管總局透露,據掌握的輿情信息顯示,2018年已發生新能源汽車起火事件40余起。截至目前,市場監管總局已組織缺陷產品管理中心啟動新能源汽車缺陷調查10起,會同相關部門開展火災事故現場調查5次,督促相關生產企業實施召回5次。其中,召回涉及5個企業24個車型的3.56萬缺陷車輛,缺陷原因多為電控和機械故障。

實際上,未對外披露的數據涉及面可能更多。

當前在中國生產動力電池企業很多,電池企業間電池生產質量管控水平參差不齊。王子冬認為,今年新能源汽車著火事故當中很多是因為能量密度提高過快導致的。

王子冬表示,動力電池安全性是一個敏感的話題,又是一個不能回避的話題。我國動力電池行業經過十年的積累,已經有了非常大的提升,但仍存在一些問題,尤其是電池技術這些年沒有明顯的進步。電池能量密度越高,安全性越差,很多人希望電池能量密度增加,同時安全性也保持同樣的水準,這本身就是矛盾的,我們只能在矛盾體中盡量追求一種平衡。

“現在說要提高電芯能量密度,但科學上有很多工作和難題要解決,在沒有徹底解決的情況下,我們急著提高能量密度,就顯得有點操之過急了。目前三元鋰電池理論的能量密度的極限在350Wh/kg-400Wh/kg左右,這里還有很多工程問題需要解決。如果沒有在新材料上的突破,電池比能量可能在300Wh/kg-400Wh/kg之間徘徊。只有在實現工程技術突破的前提下,才能實現將單體電芯能量密度提高到500Wh/kg,才有可能將電池組能量密度提升至260Wh/kg以上。”

王子冬表示,一些整車企業盲目提高動力電池能量密度去迎合補貼政策,而在動力電池安全性驗證上重視不足,這成為了誘發起火事件的潛在因素。

電池的安全性體現在7個方面,電芯制造過程中、電池組集成過程、儲存過程中、運輸過程中、使用過程中,主要跟充電有關、回收過程中及材料提煉過程中。

為了追求更高的能量密度,電池內部需要更多的活性物,有空間壓縮的只剩隔膜的厚度了。“現在很多企業在追求更高的單體和系統能量密度,為了保障更多的能量供給,正負極的電解液都不能少,只能去壓榨膈膜厚度。以前的鋰電池隔膜厚度有40微米,現在僅有12微米左右,這層薄膜一旦破損,后果很嚴重。”王子冬如是說。

了解電池原理的都知道,電池充電的時候,在電池負極表面會大量產生鋰晶,大電流充電會加速這種鋰枝晶的生長速度,枝晶持續增長最終會把隔膜刺破導致電池內部短路,從而引發電池內部的熱失控,引發電池自燃。

王子冬表示,各種材料的開發和運用都需要在1-2年,甚至更長。目前國家一年調整一次系統比能量密度的做法與動力電池系統開發周期不協調,帶來的結果就是無法充分驗證,導致了著火事故的頻發。

客觀地說,這些年動力電池產品質量雖然提升了,國內的電池性能也與國外縮小了差距,當前,影響中國發展新能源汽車產業的難點主要是成組技術及必須的電池安全管理系統。

對于新能源產業的健康發展建議王子冬總結了4點,第一,新能源產業存在很大的泡沫,產能過剩。第二個動力電池系統的設計和匹配需要系統好好配合。第三,解決好動力電池與電動車一體化的問題,加強產品的全面測試。第四,要加快動力電池回收能力。

汽車電動化發展趨勢下,動力電池安全將成為全行業的關注點,如何在電池成本不斷降低、能量密度等指標不斷提高的下保證電池的質量安全,將成為未來很長時間內車企和動力電池企業面臨的挑戰。

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