
近日,工信部發布《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》,其中未見三元系電動商用客車,這意味著未進入《目錄》的車型將無法享受政府補貼,及免購置稅(10%)的政策優惠。一紙三元鋰電“暫停令”給正在高歌猛進的中國新能源汽車產業投入了一枚“炸彈”,由此引發有關鋰電研發的技術之爭,同時,也給行業發展帶來了巨大的不確定性。各路廠商有的走高層路線——外交國書,有的走基層路線——聯名上書,好不熱鬧。
在眾多的意見站隊中,超威集團研究院副院長、國家“千人計劃”專家柯克博士在接受記者專訪時表示,因為超威集團一直堅持多條技術路線和多種規格產品并行,批量投入市場的動力電池產品中,既有主推的磷酸鐵鋰電池體系,又包括三元材料體系。因此,三元鋰電被暫時喊停,對超威集團的生產計劃影響不大。
眼下,作為動力電池產業的兩大陣營,三元鋰電和磷酸鐵鋰在性能上可謂各有千秋。三元鋰電池的能量密度高,充放電速度快,但穩定性、安全性較差;而磷酸鐵鋰的技術較為成熟,安全性能相對突出,但能量密度卻比較低。
在國內動力電池產業化剛起步階段,考慮到技術成熟度,許多企業選擇大批量生產磷酸鐵鋰電池。去年2月,科技部發布《國家重點研發計劃新能源汽車重點專項實施方案》,提出2015年年底轎車動力電池能量密度應達到200Wh/kg。從其中規定的指標看,三元鋰電池是目前最有可能實現目標的電池體系。沐浴在政府政策陽光下的三元鋰電池產業也隨之迎來了快速發展的“春天”。包括天津中聚、萬向等多家電池企業紛紛反轉風向,投入大量資金、設備、人力資源研發、增產三元鋰電池。此番“暫停令”一出,“安全性”一錘敲在眾多企業上,引起軒然大波,也讓三元鋰電池的命運變得飄忽不定。
工信部暫時叫停三元鋰電池,而磷酸鐵鋰等其他類型動力電池不受影響,這是否意味著磷酸鐵鋰等電池比三元材料體系更安全?
柯克認為并非如此。他說,新能源汽車安全性及鋰離子電池系統的安全性,取決于包括鋰離子電池正極材料體系在內的多種因素,而非僅正極材料本身。
“深圳五洲龍車輛充電時著火、廈門公交著火等事故恰恰都不是三元鋰電引起,這說明單體材料安全性并不能代表動力電池系統或整車的安全性。”柯克說,動力電池系統、新能源車輛的安全問題是一個系統性問題。BMS(管理系統)策略、整車控制策略、電池充放電管理、電池布置設計及系統制造等都會影響到車輛安全隱患,而單體的正極材料只是其中一種因素。
單純從鋰離子電池發生事故出現燃燒或爆炸機理看,是一個所謂“熱失控”的過程。柯克解釋說,首先是由于各種因素引起電池內部溫度升高,隨著溫度升高,會發生系列進一步導致產生熱量的過程,這些過程放出熱量無法及時排出,引起電池溫度進一步升高,達到正極和電解質分解溫度,并伴隨隔膜甚至有陶瓷涂層隔膜的全面崩潰,溫度急劇上升,最終電池發生劇烈燃燒或爆炸。
同樣在中國電動汽車百人會上,清華大學汽車工程系教授歐陽明高報告了中國新能源汽車安全事故統計結果。結果顯示,事故主要來源于碰撞引發的短路、電池進水致外短路、電聯接故障、電池過充電、電芯漏液致外短路等因素。
此前,曾有專家表示,由電池材料引發的安全問題,僅占據新能源汽車所面臨問題的10%,而由電池管理系統而導致的安全隱患卻高達40%。“在整個鋰離子電池中,電池管理系統是最薄弱的環節,也是安全失效的主要原因。”超威創元鋰電總經理孫延先認為,如果不是電池系統短板的問題,無論使用哪種正極材料,都應該給予支持。

三元鋰電池“暫停令”之所以對超威集團造成的影響不大,主要還是源于其在動力鋰電池發展上極其合理的布局。“不要局限于某種材料,鋰電池的研發應多條技術路線并行,才是未來動力電池產業的發展趨勢。”孫延先提出了自己的鋰電發展思路。
其實,早在2006年開始,超威集團就已經啟動了鋰電池的研發和生產,此后一直致力于對鋰離子電池的比能量和安全性等關鍵問題的研究,堅持多條技術路線并舉。柯克指出,鋰電技術路線有幾大陣營,應用領域占的比例不同,國內產業化推的是以磷酸鐵鋰為主。超威集團布局三元鐵鋰,也包括錳酸鋰,多條技術路線并行;電池規格方面,包括軟包、方形鋁殼和圓柱等全面開花。談到鋰電技術,柯克認為,中日韓三分天下,日韓率先起步,積累比較深,韓國三星、LG公司有后來者居上的感覺。目前中國的優勢就是市場巨大,鋰電產業化技術發展非常迅速,和日韓開始有抗衡態勢。尤其在中國制造2025戰略推動下,拉動動力鋰電發展,是基于市場和政府的雙輪驅動。
隨著新能源汽車市場的不斷擴大,超威集團也在不斷加大其在鋰電池業務方面的布局速度和延伸。目前,超威集團已開發了聚合物、方型鋁殼和18650三種結構體系的鋰電池,在材料方面有磷酸鐵鋰、三元材料、復合材料體系等多系列產品,分別適用于電動兩輪車、電動汽車、儲能和3C市場。2015年超威鋰電迎來市場爆發,全年實現動力電池銷售2.5億元。2015年1月,柯克博士領銜的“新能源汽車動力電池系統創新團隊”入選首批浙江省領軍型創新團隊;2015年3月,超威集團首批新能源汽車動力鋰離子電池正式下線;2015年6月,超威集團“年產2000MWh電動汽車用鋰離子電池自動化生產示范項目”作為浙江省唯一電池類項目,入選“2015浙江省兩化深度融合專項計劃”;而年產值120億元的新能源汽車動力鋰離子電池二期工程正在有條不紊地推進,計劃將于6月份投產,屆時總產能將達到40億瓦時。
“三元鋰電未來是否‘解禁’,目前也不可獲知。但是有一點值得明確,就是無論選擇何種技術路線,都要注重動力電池在使用中的可靠性、穩定性、安全性。”孫延先表示,超威集團將緊緊圍繞國家政策方向,在鋰電池研發和制造過程中,全面實現標準化、智能化、自動化、低成本化,以四化產業轉型升級,讓超威鋰電池產業得以在新能源產業版圖中開辟更為廣闊的疆土。