“新能源汽車(chē)發(fā)展十年來(lái)，恰逢鋰離子電池能量密度從100Wh/kg提升到300Wh/kg，價(jià)格從5塊降低到現(xiàn)在最低0.8元，實(shí)現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來(lái)革命性突破?！?
2019世界新能源汽車(chē)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)歐陽(yáng)明高教授在題為“面向2035的中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)路線展望”的主旨演講中，對(duì)于鋰電池在汽車(chē)電動(dòng)化中的角色、鋰電池安全問(wèn)題的解決以及未來(lái)幾年的鋰電池市場(chǎng)需求趨勢(shì)做了詳細(xì)闡述。
從轎車(chē)角度來(lái)看，體積能量密度比重量能量密度更加重要，鋰離子電池在體積能量密度是具有優(yōu)勢(shì)的，其他的高比能量電池在這方面無(wú)法和鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)。
歐陽(yáng)明高認(rèn)為，鋰電池有望成為車(chē)用電池主流技術(shù)。伴隨著比能量的提高出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題就是安全性，目前主要且緊迫任務(wù)就是如何把安全的平衡點(diǎn)提升到300Wh/kg的能量密度。
在安全方面，安全事故應(yīng)該說(shuō)是當(dāng)前新能源汽車(chē)發(fā)展的致命隱患，必須盡快解決。歐陽(yáng)明高表示，安全事故的本質(zhì)是電池的熱失控，有機(jī)械原因、電的原因、熱的原因等等，單體電池上出現(xiàn)的熱失控之后不是致命的，關(guān)鍵是會(huì)引發(fā)整個(gè)電池系統(tǒng)熱失控蔓延，從而形成事故。
通過(guò)研究，歐陽(yáng)明高團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了高比能量動(dòng)力電池三種主要熱失控機(jī)理，第一種是負(fù)極析活性鋰，就是快充或者過(guò)充引起的。第二種是隔膜刺穿導(dǎo)致內(nèi)短路引發(fā)熱失控。第三種是高比能量電池正級(jí)析釋活性氧，析氧密度隨著比能量提升在不斷下降。
針對(duì)第一種機(jī)理和第二種機(jī)理主要是預(yù)防誘因，就是電池充電析鋰與快充控制。其與日產(chǎn)在充電的算法上有合作，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，并考慮各種各樣的情況，避免了很多熱失控問(wèn)題，所以到聆風(fēng)的是賣(mài)最多一款電動(dòng)車(chē)，但安全事故非常少。
另外是電池的內(nèi)短路與電池管理問(wèn)題。內(nèi)短路要通過(guò)電池管理手段提前預(yù)防，電池管理還有很多技術(shù)都會(huì)對(duì)整個(gè)電池內(nèi)短路的誘因方面進(jìn)行最好的預(yù)防，電池管理系統(tǒng)要升級(jí)為新一代以安全為核心的電池管理。
基于第三個(gè)機(jī)理，也就是高鎳出現(xiàn)之后失氧溫度下降，核心要從單體電池設(shè)計(jì)尤其熱設(shè)計(jì)著手，新一代電解液添加劑等等。新一代811失氧溫度降低、熱釋放速率大幅度提升，熱失控最高溫度也大幅度提升。我們?cè)趯W(xué)校大容量電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)都不敢叫學(xué)生做。
如果這些問(wèn)題還不能預(yù)防，就是系統(tǒng)級(jí)的防控，即防熱失控蔓延，這就是熱蔓延與熱管理，通過(guò)散熱、隔熱相結(jié)合的手段來(lái)解決。
基于上述分析，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，鋰離子動(dòng)力電池?zé)崾Э氐闹鲃?dòng)防控可以基本解決電池安全問(wèn)題，并不是不可解決的。
值得注意的是，電池?zé)崾Э丶仁怯绊戨妱?dòng)汽車(chē)可持續(xù)發(fā)展的生命線，也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和品牌塑造的一個(gè)主旋律。新一代電動(dòng)汽車(chē)不是靠動(dòng)力性，而是要靠安全性。誰(shuí)安全可靠，讓用戶放心，誰(shuí)將來(lái)才能贏得客戶。
基于上述闡釋，歐陽(yáng)明高表示，對(duì)鋰離子動(dòng)力電池在車(chē)用和儲(chǔ)能兩大領(lǐng)域的前景充滿信心，并認(rèn)為會(huì)超出預(yù)期。中國(guó)可能會(huì)提前幾年達(dá)到今天發(fā)布的博鰲共識(shí)中的目標(biāo)，即2035年全球新能源汽車(chē)達(dá)到年度新車(chē)銷量的一半。
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線》中的新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖，2030年的目標(biāo)就是45-50%，參照這個(gè)預(yù)估，再加上最近寶馬豐田對(duì)于電動(dòng)化目標(biāo)的提前，同時(shí)按照儲(chǔ)能市場(chǎng)大規(guī)模爆發(fā)，可再生能源價(jià)格已經(jīng)跟煤電相比。此外還有電動(dòng)船舶等其它交通工具的全面電動(dòng)化趨勢(shì)。
基于上述多重趨勢(shì)，歐陽(yáng)明高樂(lè)觀判斷，預(yù)計(jì)到2025年，全球鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)量將達(dá)到10億KWh，同時(shí)，預(yù)計(jì)到2027年，中國(guó)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)量將達(dá)到10億KWh。
