近日,工信部發(fā)布《新能源汽車推廣應(yīng)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(yōu)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(chǎn)業(yè)投入了一枚“炸彈”,由此引發(fā)有關(guān)鋰電研發(fā)的技術(shù)之爭,同時,也給行業(yè)發(fā)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(lián)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(shù)路線和多種規(guī)格產(chǎn)品并行,批量投入市場的動力電池產(chǎn)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(chǎn)計劃影響不大。
眼下,作為動力電池產(chǎn)業(yè)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(wěn)定性、安全性較差;而磷酸鐵鋰的技術(shù)較為成熟,安全性能相對突出,但能量密度卻比較低。
在國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)化剛起步階段,考慮到技術(shù)成熟度,許多企業(yè)選擇大批量生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。去年2月,科技部發(fā)布《國家重點研發(fā)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(yīng)達到200Wh/kg。從其中規(guī)定的指標看,三元鋰電池是目前最有可能實現(xiàn)目標的電池體系。沐浴在政府政策陽光下的三元鋰電池產(chǎn)業(yè)也隨之迎來了快速發(fā)展的“春天”。包括天津中聚、萬向等多家電池企業(yè)紛紛反轉(zhuǎn)風(fēng)向,投入大量資金、設(shè)備、人力資源研發(fā)、增產(chǎn)三元鋰電池。此番“暫停令”一出,“安全性”一錘敲在眾多企業(yè)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(tǒng)的安全性,取決于包括鋰離子電池正極材料體系在內(nèi)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(tǒng)或整車的安全性?!笨驴苏f,動力電池系統(tǒng)、新能源車輛的安全問題是一個系統(tǒng)性問題。BMS(管理系統(tǒng))策略、整車控制策略、電池充放電管理、電池布置設(shè)計及系統(tǒng)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(fā)生事故出現(xiàn)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(nèi)部溫度升高,隨著溫度升高,會發(fā)生系列進一步導(dǎo)致產(chǎn)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(zhì)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(fā)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(xué)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(tǒng)計結(jié)果。結(jié)果顯示,事故主要來源于碰撞引發(fā)的短路、電池進水致外短路、電聯(lián)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(fā)的安全問題,僅占據(jù)新能源汽車所面臨問題的10%,而由電池管理系統(tǒng)而導(dǎo)致的安全隱患卻高達40%?!霸谡麄€鋰離子電池中,電池管理系統(tǒng)是最薄弱的環(huán)節(jié),也是安全失效的主要原因?!背?chuàng)元鋰電總經(jīng)理孫延先認為,如果不是電池系統(tǒng)短板的問題,無論使用哪種正極材料,都應(yīng)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(fā)展上極其合理的布局?!安灰窒抻谀撤N材料,鋰電池的研發(fā)應(yīng)多條技術(shù)路線并行,才是未來動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢?!睂O延先提出了自己的鋰電發(fā)展思路。
其實,早在2006年開始,超威集團就已經(jīng)啟動了鋰電池的研發(fā)和生產(chǎn),此后一直致力于對鋰離子電池的比能量和安全性等關(guān)鍵問題的研究,堅持多條技術(shù)路線并舉??驴酥赋觯囯娂夹g(shù)路線有幾大陣營,應(yīng)用領(lǐng)域占的比例不同,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)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(shù)路線并行;電池規(guī)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(shù),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(yōu)勢就是市場巨大,鋰電產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展非常迅速,和日韓開始有抗衡態(tài)勢。尤其在中國制造2025戰(zhàn)略推動下,拉動動力鋰電發(fā)展,是基于市場和政府的雙輪驅(qū)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(yè)務(wù)方面的布局速度和延伸。目前,超威集團已開發(fā)了聚合物、方型鋁殼和18650三種結(jié)構(gòu)體系的鋰電池,在材料方面有磷酸鐵鋰、三元材料、復(fù)合材料體系等多系列產(chǎn)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(fā),全年實現(xiàn)動力電池銷售2.5億元。2015年1月,柯克博士領(lǐng)銜的“新能源汽車動力電池系統(tǒng)創(chuàng)新團隊”入選首批浙江省領(lǐng)軍型創(chuàng)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(chǎn)2000MWh電動汽車用鋰離子電池自動化生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn),屆時總產(chǎn)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(shù)路線,都要注重動力電池在使用中的可靠性、穩(wěn)定性、安全性?!睂O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(fā)和制造過程中,全面實現(xiàn)標準化、智能化、自動化、低成本化,以四化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,讓超威鋰電池產(chǎn)業(yè)得以在新能源產(chǎn)業(yè)版圖中開辟更為廣闊的疆土。