三元材料、磷酸铁锂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说。
“暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录”的消息已公布,犹如给高歌猛进的中国新能源汽车产业投入了一枚炸弹,引起一场有关安全是非的大讨论。《汽车观察》记者经过采访发现,更多的业内人士为三元锂电池伸冤,他们认为三元锂电池背了“不安全”的黑锅。因为只有相对的安全,没有绝对的安全。
事件的起因源于工信部装备司司长张相木发布的一则消息,他在电动汽车百人会论坛上表示,“我国在三元锂电池领域起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不够,工信部将组织开展对三元锂电池的风险评估,在评估完成前,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。”
都是补贴惹的祸?
工信部明确表示,出于安全考虑,暂停三元锂电池客车推广。那么三元锂电池到底有多不安全?工信部又在担心什么呢?
高温下三元材料易燃,存在的安全风险比较大。中科院物理研究所研究员黄学杰表示,总结以往发生事故的经验来看,镍钴铝三元材料18650电池在180℃以上会出现自加热,起火后很难控制,而磷酸铁锂材料到了250℃以上才会出现放热现象,安全性相对较高。
据介绍,单从材料特性而言,两种材料到达一定温度时都会发生分解,三元锂材料大概在200℃发生分解,磷酸铁锂则在700℃～800℃时才发生分解。并且,三元锂材料的化学反应更加剧烈,会释放出氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应。磷酸铁锂发生分解时不会释放氧分子,燃烧也没有那么剧烈。因此,仅从锂离子电池的正极材料特性而言,三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易着火或发生意外事故。
同时,一个很简单的道理,电池能释放的能量越大,其存在的安全风险就越大。同比乘用车客车电池容量大,所以客车上装配三元锂电池提高了危险程度。比如纯电动轿车电池容量一般为几十千瓦时,而纯电动公交车电池容量高达几百千瓦时,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出现安全事故的可能性增加。高温是电池事故的导火索,而且客车运输人员较多,一旦出现事故其后果非常严重,可见三元锂电池提高了新能源客车的危险系数。
一位不愿意透露姓名的业内人士表示,三元锂电池产业发展较先进的是韩国、日本,如果加大三元锂客车的推广力度,很有可能使高速发展的中国新能源汽车产业步中国乘用车用市场换技术的后尘。结果,市场拱手让给了外资,而真正的技术也没能学到,所以国家要急踩刹车,降温,调整。
而就在前不久,韩国代表对此提出了抗议。韩国政府将于3月17日在中国北京举行的韩中商务部长会谈上,就中方变更电动公交车补贴政策提出异议。
韩国产业通商资源部第二次官(副部长)禹泰熙公开表示,就三元电池公交车补贴问题,韩方以产业部长官名义向中国政府发送了信函,韩政府还召见中国驻韩大使请求提供协助,通过各种途径向中方提出异议。
韩国代表表示,中国政府变更电动公交车补贴政策,仅向由中国厂家主要生产的磷酸锂铁(lfp)电池公交车提供补贴,而以安全性等为由,暂不向由lg化学、三星sdi等韩国厂商主要生产的三元电池公交车提供补贴。目前,在中国的电动汽车市场上,电动公交车约占40%,中国政府向价格约在2亿—3亿韩元(约合人民币106万元—159万元)的电动公交车提供约1.8亿韩元的补贴,而在中国设厂的韩企若无法获得补贴的话,就难以在当地销售电动公交车。另外,lg化学和三星sdi为了加快进军中国电动车市场,去年增设大规模生产线,而此次中国政府的决定若最终实施,这些企业将蒙受巨大损失。
绝对安全存在?
《汽车观察》记者曾经就电池安全的问题采访过几家新能源客车技术研究院的负责人,他们纷纷表示,新能源客车的安全被业内提高到如今的重视高度,是因为国内纯电动汽车电池技术的路线之争已经由来已久,而此次工信部的暂停事件再次将路线之争推向新高度。
针对以上热点,“三元材料电池安全性之辩”沙龙,顶风而开,众专家纷纷为三元锂电池伸冤。
多年专注于三元锂电池研发的伯坦科技创始人聂亮认为,首先从安全本身来讲,有使用才有安全的问题,如果这个行业即将走向灭亡,无需谈安全。一旦这个行业需要发展,就要有妥协,经济和安全的妥协,工程和技术的妥协,性能和产能上的妥协,所以不存在绝对的为了安全而安全。而且,汽车的安全比较复杂,大概有12个方面涉及安全,比如整车性能、寿命、实际使用环境等。
聂亮说:“汽车着火,很多情况是车先烧起来,而不是电池先烧起来。之所以新能源汽车着火的案例较多,是因为产品验证安全的时间太短,所以出现问题是必然不是偶然。”他建议,“安全应该是保证人的生命安全,当汽车出现事故的时候,原则是不伤人。当汽车着火的时候,要隔绝,保证足够的救援时间。”
聂亮指出,技术从来不是问题,怕的是人们对这个市场没有信心,信心没有了,资本就会流失。因为一个电池厂十几个亿元的投资,好不容易建起来,又说这个不行,那个不行,这个行业就丧失了诚信,这是最恐怖的事情。他强调:“技术从来不是问题,怕就怕根本就不知道能不能做这个事情。电池行业还需要静下心来进行优生优育,电池厂负责优生,选用好材料,比如东北出的天然石墨,夏天开采好?还是冬天开采好?其次,制作过程要稳定。第三,要有售后。”
他认为,电动汽车,可以做到比汽油车百分之一千的安全。现在人们存在很多误区,车烧了,跟电池一定有关系吗?就电池来说,充电、使用、纵火等各个问题引起的汽车着火都更难说。聂亮希望整个行业,包括新闻媒体能够把这个行业持续地往前推进,所有的问题都是前进中的问题。“坐在那边不会有问题,只要前进了永远有问题,问题出现了就需要克服。”
十多年一直研究和应用三元材料的俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院王庆生博士说:“三元材料和磷酸铁锂材料和其他的氧化物材料都各有利弊,各有长短,而不存在安全和不安全之说。专家普遍提到这个材料安全和不安全,有些片面。而应该说这个材料在不同环境、不同结构、不同的应用工况,包括组份比例、化学反应、生产制造工艺、体积系统等一系列的大体系系统工程中是否安全,而不是单一材料的是否安全的问题。”
目前,国内企业普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料,但其却有容易引起微短路、能量密度较低、材料的制备成本与电池的制造成本较高等缺陷。三元锂电池技术的出现改变了这一市场格局。凭借体积小、能量密度大、成本相对低的优势,尽管起步较晚,但三元材料的市场份额正在快速上升。不少厂商将研发重点转向三元锂离子电池,其电池比能量也在不断提高。
北京佐思信息咨询有限责任公司首席顾问佟子谦表示,我们现在手机,还有很多家用电池都是锂电池,大家也没有怀疑它的不安全性。所以新能源汽车着火一定要系统的角度来考虑问题,而不是简单的单一的从材料来说。
聂亮进一步说,“每个人手上都拿着一块三元电池,你们天天把三元电池放在胸口,放在口袋里,这个三元应该没有什么安全隐患吧!”
科技部电动汽车重大项目总体专家组组长欧阳明高认为,不同车型应当采用不同的电池,例如乘用车看重续航里程,可采用高比能量的三元锂离子电池。客车更看重安全性,可以采用比能量相对低一点、但稳定性更高的磷酸铁锂电池。在以纯电动轿车主导的动力电池上,未来仍以三元锂电池为主。
一些企业认为,随着技术进步,安全瓶颈解决之后,三元锂电池能量密度高、成本低的优势显露出来,选择三元技术的企业会越来越多。集团股份有限公司董事长廉小强认为,三元锂电池稳定性确实不如磷酸铁锂电池,但是电池的安全性不能仅仅通过电池材料来判断。电池的安全性是由包括封装系统在内的控制系统、生产管控的严密性等共同决定,应关注生产工艺均衡的保障。
当前市场上出现磷酸铁锂、三元锂、碳酸锂、镍酸锂等多种类型锂离子电池并存局面,多种技术路线是市场选择的结果。“我们鼓励多种技术路线共同发展,三元锂电池比能量高、循环性能好,是未来重要发展方向,但是在这个领域我国起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不够,我们正考虑进一步提高新能源汽车产品安全技术门槛。”工信部装备司司长张相木说。
《汽车观察》记者认为,暂时不是永远,而且中国新能源汽车产业发展到今天承载了全国众多行业人士呕心沥血的努力,坚持就一定迎来光明。正如与物理电源行业协会秘书长刘彦龙所说,“希望通过三元材料这件事的讨论,大家能够真正的更加重视这个电池的安全性。”