從三元鋰和磷酸鐵鋰中看電動(dòng)車真正的安全隱患

　　在中國(guó)電動(dòng)車百人會(huì)上，工業(yè)和信息化部裝備司司長(zhǎng)張相木的一句話引起了很大的爭(zhēng)議。他是這么說(shuō)的：“工信部將組織開展對(duì)三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在評(píng)估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。”

　　針對(duì)這樣的消息，電動(dòng)車百人會(huì)信息部特地發(fā)布了一條公告，說(shuō)百人會(huì)只是一個(gè)平臺(tái)，而不代表任何一方表態(tài)。根據(jù)目前的報(bào)道，也有企業(yè)透露目前相關(guān)管理機(jī)構(gòu)已經(jīng)暫停了三元材料的電動(dòng)大巴的公告受理，但真實(shí)性有待考量。

　　對(duì)商用車使用三元鋰電池提出反對(duì)意見(jiàn)，主要還是出于安全考慮。但為什么三元鋰電池會(huì)被“喊卡”，得從原理說(shuō)起。

　　三元鋰 VS 磷酸鐵鋰

　　“三元鋰電池”全稱是“三元聚合物鋰電池”，指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池。這一命名方式是根據(jù)電池的“正極材料”劃分的，除此之外，還有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰電池。除了根據(jù)正極材料劃分，還可以根據(jù)外形、外包材料、電解液來(lái)劃分電池類別。

　　三元鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰都可以在電動(dòng)車上用。說(shuō)了這么多“鋰”，你可能有點(diǎn)暈，但今天的主角是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。

　　三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各自特性不同，主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元鋰電池能量密度更大，但安全性經(jīng)常受到懷疑。磷酸鐵鋰電池雖然能量密度小，但大家說(shuō)它更安全。

　　所謂“安全性”的差異，主要還是在正極材料上。

　　這兩種材料都會(huì)在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解，三元鋰材料會(huì)在 200 度左右發(fā)生分解。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈，會(huì)釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應(yīng)。而磷酸鐵鋰會(huì)在 700-800 度時(shí)發(fā)生分解，不會(huì)像三元鋰材料一樣釋放氧分子，燃燒沒(méi)那么劇烈。說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。注意，我們這里提到的只是“材料”。

　　從總的趨勢(shì)來(lái)看，國(guó)內(nèi)車企乘用車紛紛轉(zhuǎn)向使用三元鋰電池，包括北汽、比亞迪、江淮等。相應(yīng)的供應(yīng)商也在加速三元鋰電池的生產(chǎn)，比如億緯鋰能在半年報(bào)中透露，二期工廠將主要生產(chǎn)三元鋰電池。

　　至于磷酸鐵鋰電池，越來(lái)越多的活躍在電動(dòng)客車市場(chǎng)。去年 11 月，磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)大巴裝機(jī)量占到了 64.9%，三元鋰電池裝機(jī)量只有 27.6%。相反，在純電動(dòng)乘用車市場(chǎng)，三元鋰電池在去年 11 月的裝機(jī)量超過(guò) 76%。

　　問(wèn)題不在于用哪種電池

　　我們前面提到的，只是三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料特性的差異。而最終決定安全性的，是整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)。

　　由于鋰電池的特性，所以必須要有 BMS（Battery Management System）。主要功能包括過(guò)充保護(hù)（OVP）、過(guò)放保護(hù)（UVP）、過(guò)溫保護(hù)（OTP）、過(guò)流保護(hù)（OCP）等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。

　　如果電池?zé)峤饬耍鹊脝?wèn)問(wèn) BMS 是不是合格的。

　　所以單純認(rèn)為三元鋰電池不安全，是不太合適的。三元鋰材料容易熱解，但是不代表三元鋰電池不安全；磷酸鐵鋰材料不易熱解，但是不代表磷酸鐵鋰電池就是安全的。

　　動(dòng)力電池的安全，是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題，不只是材料的原因。從之前的純電動(dòng)客車自燃事故來(lái)看，有三元鋰電池，也有磷酸鐵鋰電池。但事故并不能說(shuō)明某種電池是失敗的，涉及因素太多了，燃油車自燃也數(shù)不勝數(shù)。

　　其實(shí)，我們更應(yīng)該關(guān)注的是如何阻止失效電池單體危害其他單體，受工藝水平限制，不可能把所有電池單體一致性保持在 100%。

　　振華新能源總經(jīng)理李樹軍在最近的 GNEV 大會(huì)上就認(rèn)為，高能量密度材料的使用，面臨鞭炮還是手雷的選擇。所以，務(wù)實(shí)的做法是關(guān)注模塊安全，而它的重點(diǎn)是失效隔離與安全保護(hù)。單體失效是無(wú)法避免的現(xiàn)象，但可以通過(guò)對(duì)單體進(jìn)行控制，來(lái)預(yù)防模塊失效。

　　再宏觀一點(diǎn)兒來(lái)看，如果使用三元鋰電池是為了獲得更高的續(xù)航里程，那么其實(shí)還可以有很多其他方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如車子的輕量化等等，這更是一個(gè)系統(tǒng)性工程。

　　但是，如果從政策上就限制住了三元鋰電池，是不是這些相關(guān)的電動(dòng)車技術(shù)也要面臨“偏廢”？

　　總之，電池類型的選擇，是要與產(chǎn)品定位和技術(shù)相符的。如果因?yàn)榇蟀鸵装l(fā)生大規(guī)模傷亡，就禁止三元鋰電池在大巴上使用，那小車怎么辦？

　　陰暗一點(diǎn)兒想，是不是還有“國(guó)家保護(hù)”的私心呢？如果限制三元鋰電池應(yīng)用在商用車上，最大的受益者可能就是國(guó)內(nèi)的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)企業(yè)了，因?yàn)轫n國(guó)電池企業(yè)主打三元鋰電池并且走低價(jià)路線。不過(guò)，這種“保護(hù)”真的有利于國(guó)內(nèi)電動(dòng)車以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展么？

　　其實(shí)，技術(shù)是可以解決材料天生缺陷的，而通過(guò)政策來(lái)干預(yù)技術(shù)的發(fā)展是值得考量的。

　　在一個(gè)汽車工程師的微信群里，有過(guò)一個(gè)觀點(diǎn)：電動(dòng)車著火不是壞事，甚至早出事比晚出事好。問(wèn)題的關(guān)鍵不在于使用哪種電池，而是在于我們的電動(dòng)車增速太快了，由此帶來(lái)大量的低質(zhì)產(chǎn)品，這些才是真正的安全隱患。