新华网北京9月23日电(童思九)中国汽车技术研究中心主办,北京卡达克汽车技术开发公司承办的“2015电动汽车科技创新国际论坛”于9月23-24日在京召开。为期两天的论坛上,来自中国及德国政府、中外企业、学术科研机构的30多位专家,讨最佳产品技术路径和资源组织模式,以期共同实现“电动汽车无忧驾驶”。全国政协常委、清华大学教授、“中国电动汽车百人会”执行副理事长欧阳明高表示,电动汽车的动力电池安全管理需深入研究。
全国政协常委、清华大学教授、“中国电动汽车百人会”执行副理事长欧阳明高 摄 童思九
中国从“十五”科技部电动汽车重点专项开始,推动中国电动汽车动力电池的研发,当时主要是镍氢电池和锰酸锂电池。“十一五”时,主要是磷酸铁锂电池。到“十二五”,中国的重点研发转向三元锂离子电池,2015年中国三元锂离子电池的比能量预计会达到180瓦时每公斤。到2020年预计超过200瓦时每公斤,比现在提高一倍。
欧阳明高认为,与国际相比,中国在电动汽车动力电池方面存在很多问题。中国先进材料和机理研究较差,电池结构设计技术先进性较低,自动化程度也较低,精工艺的开发能力较弱,“以前电动汽车领域都觉得电池系统没什么技术,将单体组合即可,现在才明白电池系统是很复杂的技术”。
鉴于上述问题,中国高端材料供给尚不足,一致性、良品率、安全性、可靠性、产品性能不能完全满足市场要求,企业创新能力总体不强,优势产能不足。同时,中国电动汽车动力电池面临韩国等国外电池企业的挑战。
据欧阳明高推测,预计到2025年,锂离子电池将会竭尽性能极限,达到约350瓦时到400瓦时每公斤。美国能源部对锂离子电池发展现状和趋势判断,电池极限可达到300到350瓦时每公斤,到2020年至少可以达到约200瓦时每公斤。中国基本认同该判断。目前技术攻关重点是,如何解决硅负极的相关问题,提高电池寿命。
根据国外趋势,中国2020年的基本的发展目标是,高比能量电池达到300瓦时每公斤,寿命1500次,成本8毛钱。欧阳明高强调,在迈向高比能量锂离子电池的过程中,机遇挑战并存,安全问题将变得更加突出。能量比越高,挑战越大。“中国必须进一步重视安全性,在安全性、耐久性、动力性三个问题中,最核心的是安全性问题”。
动力电池安全性的问题概括称为动力电池热失控,电池受热到一定温度后不可控,温度直线上升,超过500度、1000度,然后发生燃烧爆炸。
究其原因,过热会引起该问题。温度会触发电池里的副反应,这些副反应会放热,导致热失控,。此外,电触发也会引起该问题。外部短路、内部短路、过充都会导致产热,然后产生热失控。还有一个原因是碰撞,车辆碰撞挤压之后,电池就像被针刺了一样,发生短路,然后再产热,热再引起热失控。
欧阳明高建议,中国国内应学习研究特斯拉电池的安全设计。“应该来讲,特斯拉用的是不安全的电池,从单体电池角度是不安全的。但是,一个单体不安全的电池做到系统安全,是因为特斯拉的电池用了7000多只18650的三元电池,镍钴锂,单体不安全的电池组合起来就安全了。这是特斯拉安全设计的专利。这些专利大家可以仔细分析一下,因为现在特斯拉专利都是公开的。”
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