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特斯拉有望官宣电池技术大突破
今年5月，我国新能源汽车产销量分别为8.4万辆和8.2万辆，环比分别增长3.5％和12.2％。由于国内疫情控制较早且补贴退坡幅度缓和，5月国内新能源汽车销量环比小幅回升。特斯拉已确定过渡期后长续航版Model3价格将保持，稳定消费者预期，5月销量再次破万，一骑绝尘。电池日特斯拉或推出电池新技术证券时报记者从特斯拉获悉，特斯拉电池日和2020年的特斯拉股东大会或将合并举行。由于7月7日之前不允许举行大型集会，因此电池日具体举办日期将在7月4日这一周之后择机宣布。此外，Cyber truck将亮相本次活动，暂定在Fremont工厂召开。据外媒报道，特斯拉公司有可能即将推出四大电池突破创新，以超越竞争对手。特斯拉CEO马斯克对于电池技术有很大的目标“将电动汽车电池的使用寿命延长到160万公里”，并且一直在为目标达成不断积累技术和专利。今年五月有产业链消息称，特斯拉正在申请电池新专利，专利内容涉及到电池锂化制造过程中采用的镍钴(NCA)电极合成方法与工艺。根据报道，此专利不仅可以提升电池寿命，还可以减低电池生产的成本。根据报道，“单晶镍钴铝电极”工艺将使得电池在生命周期内可以充电4000次，100次循环后容量仅下降10%，有效延长电池寿命，累计里程有望超过100万英里（约为160.9万公里）。特斯拉最近电池取得的突破也通过员工Jefferies和客户的来往信息被透露给产业链。Jefferies称，包括电池生产成本、能量密度、电池寿命和无钴电池的设计在内，特斯拉目前正处于技术突破的边缘。如果技术足够成熟，特斯拉可能在未来将不再依赖松下和宁德时代的电池供应。此前披露的信息显示，特斯拉收购的Maxwell拥有多项干电极技术和预锂化专利，对电池的“补锂”处理将增加电池中锂含量，“补锂”处理提升了电池整体的容量保持率，延长了电池寿命。干电极工艺对比现有“湿法”的核心优势主要为缩减生产成本，电解液添加剂组合优化一方面降低了成本，另一方面改善了电池的综合性能（如安全性）。另一项受到关注的专利名为“无凸片电极电池”，这是一种构建电池的新方法，避开了电池内部由于凸片而造成的电阻大，进而造成电池寿命下降、制造成本增加等问题。马斯克对这项专利非常看重，认为这项专利“实际比听上去重要得多”。特斯拉此前宣布用无钴电池，从目前的信息来看，短期还是和宁德时代合作为主，使用价格更有优势的磷酸铁锂电池，同时也达到国产化和降成本的目的。由于钴价格高昂，不利于企业降成本及产品扩大市场，所以特斯拉也一直通过技术的革新来达到电池“去钴化”。特斯拉试图突破电池技术电池作为电动汽车最昂贵的部分，一直都不是特斯拉的强项，公司近年来动作频频，不断招兵买马，例如聘请电池技术人才、买下小公司、与大学和公司合作，最终目标还是想让特斯拉在电池方面取得行业优势。如果获得成功，那么特斯拉在市场上将赢得更大的竞争优势。2019年5月，特斯拉用2.18亿美元收购了专门研发电池和电容的Maxwell。同年10月，特斯拉收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司Hibar。Maxwell成立于1965年，总部位于加利福尼亚州圣地亚哥，是全球第一的超级电容器制造商，在电池业务方面核心拥有著名的“干电极技术专利+超级电容”。其中Maxwell超级电容器、蓄能装置是该公司主打产品，其独特之处在于功率密度高、使用寿命长，能够快速充放电，而且在极端温度下仍能确保性能的稳定性和可靠性。今年2月份，有媒体透露，特斯拉或已收购了一家锂离子电池公司SilLion Inc.。SilLion是一家小型公司，位于科罗拉多州路易斯维尔市，专门研究商用圆柱电池的电池高负荷硅阳极和电极技术。早前也有消息称，特斯拉正在招聘“电池生产工程师”，特斯拉或许正在为加州的弗里蒙特建设电池试点生产线作准备。更早的2016年，特斯拉就开始资助由杰夫·达恩(Jeff Dahn)领导的科学家团队组成的特斯拉加拿大实验室。达恩是锂离子电池研究重量级人物，在40多年的时间里一直处于电池研究和创新的最前沿。而在2019年2月，达恩团队发表了一篇论文直接“否定”了钴的存在价值。论文认为，钴也不能显著的降低电解质在高温下的活性水平，因此在高镍NCA（镍含量>90%）材料中，钴是一种不必要的材料。A股特斯拉板块的长期投资价值中信建投证券认为，2020年，特斯拉有望实现其零部件国产化率从30%到近100%的转变。多家企业进入特斯拉供应链，零部件内容涵盖动力电池及电池管理系统、热管理系统、电机电控、白车身、底盘、中控系统等。另外，多家电池材料企业是松下、LG化学与宁德时代的供应商。特斯拉电池的技术更新不但加速了公司本身的成长，对于A股相关的供应链个股来说，也是新的投资机会。尤其目前中国成为全球主要国家中少数产能全开的地区，A股多家上市公司在电池制造等方面具有一定优势，或者储备了一定的技术，特斯拉板块个股在未来或将受益于特斯拉自研电池的发展。
来源：证券日报
宁德时代：超级电池诞生记
其实，短短5分钟展示的只是冰山一角，制造电池包的复杂程度绝对超出你的想象。到底有多复杂呢？今天，小编就带你一起走进这座神秘的工厂，探寻一块超级电池的诞生记。第一部分：电芯诞生记首先，让我们看一下电芯的生产产线。这是国内首条、国际一流的自动化产线，宝马X1和新5系的电芯就是在这里诞生的哦。所有进入车间的人员都必须穿洁净服，戴帽子、口罩，完毕后，需要经过喷淋间360度无死角除尘控温、控湿、无尘的工厂，可媲美半导体微电子的制造环境忙碌的RGV，按照设定的轨道，自动搬运材料和为设备上下物料孤独的机械手自动拆盘码盘有了高科技机器人、中控系统、在线检测设备和信息追溯系统的助攻，catl的产线可实现“生产数据可视化”、“生产过程透明化”、“生产现场无人化”。电芯（Cell）是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组（Module）,N个模组组成一个电池包（Pack）,这是车用动力电池的基本结构。电池就像一个储存电能的容器，能储存多少的容量，是靠正极片和负极片的所负载活性物质多少来决定的。极片主要是由搅拌、涂布、冷压三道工序完成搅拌搅拌就是将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌形成均匀浆状。涂布拌好的活性材料以每分钟80米的速度被均匀涂覆到4000米长的铜箔上下面。涂布前的铜箔薄如蝉翼，只有6微米厚。涂布至关重要，需要保证极片厚度和重量一致，否则会影响电池的一致性。涂布还必须确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片。否则，导致电池自放电过快甚至安全隐患。冷压和预分切辊压装置将涂布后的极片压实到预定的厚度和密度。极耳模切和分条在这里，用模切机模切形成电芯的导电极耳。极耳是电池头上耳朵，通俗地说就是电池正负极的耳朵在进行充放电时的连接点。然后，通过切刀对极片进行分切。卷绕电芯的正极片、负极片、隔离膜以卷绕的方式组合形成裸电芯。先进的CCD可实现自动检测及自动纠偏，确保电芯极片不错位。装配卷绕好的裸电芯将被自动分选配对，之后再经过极耳焊接、折极耳、装配顶支架、热熔Mylar、入壳、壳体焊接等工序。至此，裸电芯就拥有了坚硬的外壳。烘培和注液电池烘烤工序是为了使电池内部水分达标，确保电池在整个寿命周期内具有良好的性能。注液，就是往烘焙后的电芯内注入电解液。电解液就像电芯身体里流动的血液，能量的交换就是带电离子的交换。这些带电离子从电解液中运输过去，到达另一电极，完成充放电过程。化成化成是对注液后的电芯进行激活的过程，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，保证后续电芯在充放电循环过程中的安全、可靠和长循环寿命。为了电芯拥有良好性能，电芯制造过程中还要经过X-ray检测、焊接质量检测，绝缘检测、容量测试等一系列“体检过程”。制造好后的每一个电芯单体都具有一个单独的二维码，记录着制造日期，制造环境，性能参数等等。强大的追溯系统可以将任何信息记录在案。如果出现异常，可以随时调取生产信息；同时，这些大数据可以针对性地对后续改良设计做出数据支持。第二部分：模组变形记单个的电芯是不能使用的，只有将众多电芯组合在一起，再加上保护电路和保护壳，才能直接使用。这就是所谓的电池模组。电池模组（module）是由众多电芯组成的。需要通过严格筛选，将一致性好的电芯按照精密设计组装成为模块化的电池模组，并加装单体电池监控与管理装置。CATL的模组全自动化生产产线，全程由十几个精密机械手协作完成。另外，每一个模组都有自己固定的识别码，出现问题可以实现全过程的追溯。从简单的一颗电芯到电池包的生产过程也是相当复杂，需要多道工序，一点不比电芯的制造过程简单。上料将电芯传送到指定位置，机械手自动抓取送入模组装配线。在宁德时代的车间内从自动搬运材料到为设备喂料100%实现了自动化。给电芯洗个澡---等离子清洗对每个电芯表面进行清洗（CATL宁德时代采用的是等离子处理技术保证清洁度）。这里采用离子清洁，保证在过程中的污染物不附着在电芯底部。为什么要采用等离子清洗技术？原因在于，等离子清洗技术是清洗方法中最为彻底的剥离式清洗方式，其最大优势在于清洗后无废液，最大特点是对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料等都能很好地处理，可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。将电芯组装起来---电芯涂胶电芯组装前，需要表面涂胶。涂胶的作用除了固定作用之外，还能起到绝缘的目的。CATL宁德时代采用国际上最先进的高精度的涂胶设备以及机械手协作，可以以设定轨迹涂胶，同时实时监控涂胶质量，确保涂胶品质，进一步提升了每组不同电池模组的一致性。给电芯建个家---端板与侧板的焊接电池模组多采用铝制端板和侧板焊接而成，待设备在线监测到组件装配参数（如长度/压力等）OK后，启动焊接机器人，对端/侧板完成焊接，及焊接质量100%在线检测以确保质量，以及100%在线监测焊接质量。线束隔离板装配焊接监测系统准确定位焊接位置后，绑定线束隔离板物料条码至MES生产调度管理系统，生成单独的编码以便追溯。打码后通过机械手将线束隔离板自动装入模组。完成电池的串并联---激光焊接通过自动激光焊接，完成极柱与连接片的连接，实现电池串并联。下线前的重要一关---下线测试下线前对模组全性能检查，包括模组电压/电阻、电池单体电压、耐压测试、绝缘电阻测试。标准化的模组设计原理可以定制化匹配不同车型，每个模块还能够安装在车内最佳适合空间和预定。第三部分：电池历险记在重装上阵前，电池组还需经历"九九八十一难"才能修成正果。在宁德时代，这些极端，苛刻的实验包括挑战高温火烧、挤压、冲击、振动、海水浸泡、高低温冲击等，可多达230项。在宁德时代，只有成功通过层层磨炼的电池产品，才能被放行使用。火烧测试在高温油气烟火下，铅、锌等金属材料早已熔化。但是，电池组却要在这样的高温下进行“生存”挑战。在这项极端且具有危险性的测试中，行业的国家标准是外部火烧130秒，电池不起火、不爆炸。但在CATL，一切有着最高的要求。国家标准要求外部燃烧后不起火不爆炸，CATL则挑战做到了外部火烧130秒后，电池依然可以正常工作；国家标准外部燃烧时间要求为130秒即可，CATL甚至研究了连续燃烧1小时后，电池依然没有爆炸危险。而在这样的情况下，即使是熔点为660℃的铝材，也早熔化成了液体。通过这样严苛的火烧试验，即使遇上火灾或车辆燃烧，也不会出现电池爆炸的危险，避免出现二次伤害。振动测试颠簸路面对电池产生的振动，可能会引发质量不过关的电池产品固定不良，零部件松动，外壳破裂最后引发安全失效的情况。为此，国家标准要求对动力电池进行振动测试。振动台用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况，环境箱用来提供不同的温度环境，充放电机则用以提供充放电的实际工作情况。这三部分组成了带温度带负载的振动测试系统，真实模拟了实车使用时的情景。这是宁德时代的一座推力20吨的振动台，用来模拟电池包在实际使用中会遇到的颠簸路况，但其振动强烈程度更甚于实际路况。在试验中，电池包一秒钟要被振动200下，而电芯模组则要被振动2000下。蜜蜂的翅膀每秒钟振动400下，我们就可以听到“嗡嗡”的声音，每秒振动2000下的电芯模组所发出的声音是非常尖锐刺耳的。在宁德时代，这样的振动承受挑战算的不是分秒，而是小时。在这里，电池包需在-30℃至60℃的环境条件下，电池包连续随机振动21小时，这样可等效模拟数十万公里的行车疲劳情况。加速度冲击测试与振动试验类似，冲击测试用以测试电池包的机械结构稳定，其模拟车辆通过路障时，瞬间颠簸对电池包结构的冲击。在宁德时代的冲击测试中，最高加速度可高达100G。100G加速度如何理解？载人航天飞行器的向心加速度最高可达15G。一辆电动大巴被时速为50公里的小车撞击时，电池包所受到的加速度约为30G。一般人的心脏承受的最大加速度为50G。而目前有记录的，人体能承受的加速度极限约为40G。但在如此强烈的加速度冲击下，电池包依然运行正常。挤压测试挤压测试用于模拟电池在交通事故时受到挤压的情况。电池受到挤压时在结构上可能由外至内被破坏，出现高压短路，电芯被内部零部件刺破漏液，造成热失控，进而引起起火或爆炸。在宁德时代的挤压试验中，施加给电池包的力是10吨。一辆2吨的车，以90km/h的速度行驶撞击，其撞击力刚好是10吨。从图中可以看到，在10吨外部力量的挤压下，复合铝材质的电池包外壳已出现了明显的变形，但电池包整体结构完整。对于挤压测试的通过标准一般是不起火、不爆炸。而宁德时代的电池产品，甚至可以在挤压变形的情况下，继续正常工作。结束语自此，经过数不清的复杂加工工艺和检测测试流程，一块印有CATL标志的成品车用电池单元终于诞生了。但即使如此，宁德时代对于质量的把控还远没有结束。为了把控在日常使用时的质量和品质，所有的成品电池和电芯都有自己独一无二的编码，如果未来某块电池甚至某颗电芯出现故障，可以追溯到关联生产线甚至关联原料。
来源：锂电前沿
一文看懂宁德时代、比亚迪等企业电池安全思路
时至夏季，新能源汽车又进入起火高发期。一桩桩起火事件频繁出现在媒体上、微信群里。 必须承认，这些起火事故，很多都与动力电池安全问题相关。而动力电池安全问题不解决，新能源汽车就很难大规模普及。 6月18日，中国化学与物理电源行业协会主办了“2020年动力电池安全分析与技术发展网络会议”，邀请行业人士共同探讨动力电池安全技术，推动产业技术进步。 会议的参加者，包括近期因针刺测试而激烈辩论的比亚迪和宁德时代，还有一些在动力电池安全上颇有探索的企业。《电动汽车观察家》整理了宁德时代、比亚迪、华霆动力、宇量电池在提升电池安全方面的思路和举措，为行业人士提供参考。 1 宁德时代：四途径提升电池安全性 宁德时代三元电池和磷酸铁锂双线并举。磷酸铁锂电池主要应用商用车和储能系统；乘用车方面则是三元和磷酸铁锂并举。 宁德时代采取这个策略，主要是综合考虑产品的具体用途和风险程度。宁德时代高级工程师陈小波解释道，因为纯电动大巴因为带电量大，人员密集，短时间疏散难度大，因此采用磷酸铁锂路线较为稳妥。乘用车实际应用中带电量相对较小、载人少，人员疏散相对容易。而且产品成熟度更高，防护更好，因此可以采用三元电池路线。 陈小波认为，三元电池，一是可以满足用户对里程的需求；二是可以推动电池技术进步。“我们不能在磷酸铁锂技术路线上止步不前。” 此次研讨会上，宁德时代着重强调了电池全生命周期的安全。 陈小波认为，动力电池安全是系统工程，对电池的安全防护应该是全生命周期的。电池从开发设计到生产制造，到售后服务再到回收再生，都存在安全风险，要想办法规避这些风险。 陈小波将提升电池安全归为四个路径。 一是产品设计层面，提高安全阈值。电池包从设计环节，就要做到防水、防火、防撞、防高压漏电，同时做到高可靠性。 二是，注重制造过程的质量与安全管控。在电芯生产层面，宁德时代有超过2600个品质与安全控制因子。 三是，注重动力电池全生命周期的安全性。陈小波认为，电池全生命周期安全的防控重点各有特点：例如早期阶段，需要注意软硬件故障，以及工艺、生产层面的问题；中期阶段需要关注偶然性失效问题，例如电芯的膨胀、低压连接件的老化、低压线束老化等。 最后，加强售后维护、安全预警与产品的报废处理。陈小波建议，跟进年检制度，对电池包被磕碰、密封不良等情况进行维护。陈小波还认为，要善于利用大数据，基于后台大数据分析，对有安全预警的电池进行及时更换。此外，对超过服役期的电池，也要制定相关的报废处理办法。 陈小波反复提到电池的可靠性问题，尤其振动后的防水问题，以及高压连接件的可靠性问题。他认为，这些都是在真实应用过程中经常会遇到的问题，值得重视。当然，陈小波认为动力电池发展也存在一些挑战。 一是轻量化与安全之间的平衡。电池安全需要高强度防碰撞设计，以及防火、耐热材料，同时满足又轻又安全，需要开发更新型的材料。二是有毒、可燃性烟气与封闭空间的问题。电芯发生热失控，会产生大量毒害烟气。需要政策或规范明确，例如规定在一定时间内防止烟气进入乘客舱。针对烟气，需要开展气体轰燃和毒性研究，以及制定有针对性的消防、紧急处理、人员疏散等措施。 2 比亚迪：打造七维四层安全矩阵 与宁德时代不同，比亚迪在思考安全问题时，采用的是对电池和失效模式进行拆解的方式。 比亚迪考虑安全问题时，将电池分为四个层次，单体电芯、模组、电池包、系统；失效模式分为七个维度，连接可靠、高压安全、机械安全、过充、外部过流、内部短路和危险气体。比亚迪弗迪电池安全技术部副经理林文生认为，大家一谈到电池安全时，经常说电池过充、内短路或者高压出问题，但这些都是零散的点。在思考电池安全时，要做到不漏过任何一个环节，需要对电池安全进行系统化思考。 对于这些失效模式，比亚迪首先会分析这些失效模式能不能完全屏蔽掉；对于不能完全屏蔽掉的，必须要做到预警；即使完全失效，也要做到风险可控。 林文生介绍了比亚迪针对这些失效模式思考以及措施。连接可靠性方面，失效形式主要是松动或者局部断裂，后果就是动力中断，或者局部发热、拉弧甚至起火。要避免这一问题就要考虑连接设计，例如用全自动焊接取代螺纹连接，保证连接的可靠性。 如果是不可能避免，下一步的设计就是监测预警，例如进行温度和电压监测。 高压安全方面，失效模式主要为漏电和高压击穿。对此，比亚迪从源头上进行优化设计，首先是高压分段，维修的时候，可以通过一个主动装置将高压降下来。防水层面，比亚迪采用IP67的防水等级，对进水导致的漏电问题进行屏蔽。另一个重要的是绝缘设计，要考虑例如爬电距离、电气间隙、单体外壳绝缘、铜排/动力线绝缘设计以及线束绝缘设计等。除此之外，还要考虑如果发生其他危险，对原有的绝缘设计造成次生的安全问题，也需要考虑。当然还需要预警和监测功能。 机械安全方面，比亚迪再细分分为结构安全设计和电/热安全设计。结构安全设计方面，比亚迪考虑整车对电池包的防护，对电池包进行防撞设计，采用高强度的铝合金托盘、蜂窝结构的加强边框，考虑单体耐变形能力。 电/热安全设计方面。比亚迪考虑，当电池被机械挤压后，也会造成出很多次生问题，例如，挤压后电芯发生短路怎么办？有没有一个断开装置？能不能自动熔断？有没有防爆阀相关设计？这些都是在设计之初需要考虑周全的。 模块方面还要考虑隔热和绝缘设计。电池包层面则是传感器方面的设计，例如传感器断电，能不能触发触发起断开高压？以及隔火隔热的设计。 还要考虑过充问题。林文生认为，电池过充的风险已经相对较小，因为有电池管理系统分级保护。“单电芯过充从设计上没有办法屏蔽，主要看其过充的阈值在哪里，这是由电池材料决定的。” 外部过流方面，主要依靠匹配设计来规避。例如每个负载单独配置保险丝，高压负载与保险丝匹配等等。 内部短路方面，包含的范围比较广。比亚迪这里主要指析锂和异物两类，他们认为从设计上很难屏蔽，只能对生产环境进行控制。因为难以避免，风险防控更要做到位，需要进行风险划分，最终达到可控的目的。 最后是危险气体。林文生表示，电池包里危险气体的来源非常多，例如电解液，其本身就是可燃的，分解后产生的一氧化碳和甲烷乙烷都是可以燃烧的。主要措施就是防爆阀与CID（电流切断装置）匹配、安装气体探测装置、气体泄放装置、低压下属方拉弧设计以及线束耐高温设计等。 3 华霆动力：针对电芯失效模式进行防控作为一家电池系统集成商，对电芯品质无可着手，华霆动力更为关注的是电芯失效之后的防控。华霆动力此次探讨的是圆柱电芯在非滥用情况下的热失控控制问题。 他们的思路是将电芯的失效模式都找出来，并针对每一个失效模式进行防护。用华霆动力技术有限公司董事长周鹏的话说，“如果每个失效模式都是一道伤疤的话，我们就找到一个膏药将其盖住，就是做一些包覆。”华霆动力的“蜂窝电池”模组 具体来说，就是将电芯的失效模式进行量化，电芯在热失控的情况下产生多少焓（编者：可初略理解为总热能）。通过仿真方式，计算出模组内部温度场、流场分布，并根据这些分布特点进行防护。 电池系统层面，则需要做到精准监测。事故发生后，热管理系统可以做一些动作来降低热失控传播的概率。 此外，华霆动力还考虑车辆静置的问题。车辆下电后，电池管理系统还应具备热失控主动监测功能。“需要电池管理系统和监控系统实时交互，而且电流不能太大，否则车内12V铅酸电池很难支撑。” 周鹏认为，通过这一整套系统，可以有效的保证整个系统热失控或者是热蔓延的概率大幅降低。 4 宇量电池：用好热失控后的烟气 苏州宇量电池有限公司董事长毛焕宇也参加了会议。他主要探讨，电芯热失控之后到明火烧起来能否有5分钟，或更长时间来逃生。在毛焕宇看来，电芯发生热失控之后产生烟气值得重视。目前电池热失控产生的烟气都是可燃的，只要有静电或者火花，就会发生火灾。 “一般单颗18650电芯发生热失控，如果电芯内容物冲出受阻就会产生边裂，将导致更多电芯热失控产生大量烟气。” 但是如果烟气不可燃的话，其存在也有好处。毛焕宇解释道，烟气可以带走90%以上的热量，大大降低热失控电芯本身的温度，阻止热失控也较为容易。电芯热失控之后，大约40%的总质量已经喷射到烟气里面去了，带走了反应物、产物以及热量。“喷出物是所有的电解液、隔膜、粘结剂、部分石墨和铝箔，只有一部分正极材料、铜箔及壳体留下来了。” 毛焕宇认为，不可燃的烟气相对于火焰更容易逃生，而且临近的物体、车辆、建筑物都不会被引燃。 宇量电池为此研发了一种化合物，具有隔热、吸热和灭火三大特点。该化合物可以有效改变气体成分，将可燃的烟气变为不可燃，这样就能给成员更多的逃生时间。 毛焕宇也透露，这种化合物的成本非常低，也极易获取。 可以看到，宁德时代强调电池全生命周期的防护和监控，针对各个时期可能出现的问题进行防护；比亚迪则是分层次对电池热失控的原因归类进行分析防护；华霆动力则是将电芯的失效模式进行分析，针对每种模式在系统层面“打补丁”进行防控；宇量电池则着重探讨电芯热失控后如何最大程度减少伤害，为乘员赢得逃跑的黄金“5分钟”。 不同企业在提升电池安全方面各有特色，而且听上去效果都很好。这些安全技术、策略，能否真正落实呢？ 从中国新能源汽车过去十年的表现看，既存在“无知”的问题——对动力电池及电动汽车的安全研究不够，防范方法缺失；又存在“知而不行”的问题，有的存侥幸心理，有的是从成本考虑，生产品控标准不严，安全防护“减配”。所以，中国才有这么多起火事件。 现在来看，中国动力电池产业界似乎解决了“无知”的问题，那现在我们期待的，就是大家的行动了。 （完）
来源：电动汽车观察家
做好动力电池回收利用工作的三点建议
在环保压力、利好政策和技术进步等因素推动下，我国新能源汽车发展进入快车道，产量逐年攀升，同时带动了动力电池产业的快速发展。截至2019年底我国新能源汽车保有量达381万辆，居世界首位。其中，纯电动汽车保有量310万辆，占新能源汽车总量的81.2%。动力电池累计配套量超过190GWh，产业规模位居世界第一。由于使用寿命有限，动力电池将面临大规模退役的局面，若未经妥善的处置和进行充分的回收利用，一方面给社会带来环境影响和安全隐患，另一方面也会浪费宝贵的金属资源。做好动力电池回收利用工作，对于新能源汽车产业可持续发展至关重要，应从以下几个方面发力。No.1推行动力电池绿色设计，从源头解决回收难题采用标准化、通用性及易拆解设计，协商开放控制系统接口和通讯协议，对电池固定部件进行可拆卸、易回收利用设计，原辅材料优先使用再生材料。在生产环节，加强对动力电池一致性的技术研发支持，制定完善统一的产品技术标准，进一步规范电池规格尺寸。在梯次利用环节，鼓励企业提高重组电池包一致性的技术研发。No.2完善废旧动力电池回收利用体系，推动产业闭路循环充分发挥生产者责任延伸、动力电池全生命周期追踪管理等制度优势，构建高效的废旧动力电池回收利用体系，提高废旧动力电池回收效率，形成闭环产业链，实现资源的最大化利用，推动产业可持续发展。在回收环节，充分发挥行业协会、产业联盟、第三方组织的平台聚集作用，推动产业链相关企业在电池退役、回收、梯次利用、再生环节实现信息、资源、知识、技术的互通和共享。No.3加强动力电池行业环境管理，降低环境污染风险加强电池生产企业的有毒有害物质管理，制定完善绿色产品标准，推行清洁生产技术，严格控制电解液溶剂、添加剂等原材料的添加和使用，并逐步实现低有机溶剂、添加剂技术替代，降低后续其进入环境的风险。加强动力电池回收处理过程的污染防治，制定技术规范，指导再生企业规范预处理技术、资源再生技术以及污染控制工艺、设施和效率，减少重金属、POPs以及环境危害较大的有毒有害物质的排放。
来源：赛迪智库
动力电池：路线有多条，谁是第一条？
中国汽车动力电池产业创新联盟日前发布的新能源汽车电池产销量数据显示，5月我国动力电池产量5.2GWh，其中三元电池产量3.1GWh，占总产量59.1%，同比下降52.4%，环比增长7.2%；磷酸铁锂电池产量2.1GWh，占总产量40.5%，同比下降9.6%，环比增长13.8%。综合1-5月的总产量数据看，三元电池产量累计11.6GWh，占总产量64.0%，同比累计下降49.1%；磷酸铁锂电池产量累计6.5GWh，占总产量35.7%，同比累计下降46.8%。这堆数据提示了一个鲜明的变化：磷酸铁锂电池虽然整体产量占比不如三元电池高，但追赶的势头强劲。这一变化或许跟比亚迪在3月份推出刀片电池（正极材料基于磷酸铁锂）有关。在发布会上，比亚迪进行了非常“吸引眼球”也颇具“说服力”的针刺测试。针刺测试是检测动力电池在内短路情况下安全表现的主要手段，通过针刺测试，人们直观地看到，三元锂电池在钢针刺入后迅速冒烟、爆燃，磷酸铁锂块状电池在针刺后虽没爆燃，但是冒出浓烟，电池表面温度超过200℃，而比亚迪刀片电池在被针刺后不起火、不冒烟，电池表面温度仅30℃至60℃。有媒体以“不‘温’不‘火’”4个字评价比亚迪刀片电池在针刺测试中的表现。但这种优异表现，却很可能让比亚迪刀片电池在行业市场不断升“温”，逐渐走“火”。5月磷酸铁锂电池产量占比大幅度提升，或许就是一个开始。众所周知，动力电池市场一直存在能量密度、续航里程、安全性等路线选择问题。基于路线选择，在材料技术上也分出三元锂派、磷酸铁锂派及以石墨烯为代表的新材料派。由于石墨烯等新材料目前尚未实现大规模商业化应用，还不具有市场竞争力，因而目前动力电池派系之争主要在三元锂和磷酸铁锂之间展开。三元锂电池的招牌优势是能量密度高，这也比较能够吸引“里程焦虑”感强的消费者。而且，三元锂电池在低温状态下的表现也优于磷酸铁锂电池。这些特性具有很强的市场号召力，并已经转化为市场销量，前文的电池销量数据就说明了问题。不过，三元锂电池也有短板，其中成本高的短板尤为明显。除了所用原材料本身价格就比磷酸铁锂电池高之外，三元锂电池的充放电次数相对较少，这会相应缩短其生命周期，推高整体使用成本。磷酸铁锂电池在能量密度方面与三元锂电池相比有一定差距，但它能够凭安全性高的特性满足那些“安全焦虑”感强的消费者。而三元锂电池在寿命、成本等方面的短板恰恰是磷酸铁锂电池的强项。同时，磷酸铁锂电池在快充和耐高温方面都优于三元锂电池。现在，比亚迪又通过技术升级，推出性能更加优异的磷酸铁锂刀片电池，不仅大幅度提高了电池安全性，还在能量密度、快充等方面进行了优化，许多曾经不占优势的指标也达到了与三元锂电池接近的程度。据此，有业内人士称，刀片电池具备的高安全、长续航、长寿命等特点，将把动力电池的发展路线重新拉回到以安全为本的道路上。当下还有一个对磷酸铁锂电池有利的政策环境。从2012年起，中国政府对电池能量密度提出明确指标后，三元锂电池越来越受到汽车厂家的青睐，大量三元锂电池开始装备到新能源汽车上。而且，国家补贴政策直接与汽车售价挂钩，这也鼓励新能源汽车厂家把精力投入到价格更高的三元锂电池上。不过，随着2019年国家补贴政策开始大幅度退坡，动力电池行业白名单也不复存在，车企的路线选择再一次发生变化，纷纷向成本更低的磷酸铁锂电池回归。当然，所谓“回归”，并非说今后市场上所有车企的电池技术都要往磷酸铁锂的路上挤，而只是说磷酸铁锂这条路比以往更宽了，走的人也更多了。正如比亚迪董事长王传福所言，过去一个时期市场形成一种对能量密度“不切实际的追求”风向，带偏了动力电池行业的发展路线，而比亚迪研发刀片电池，只是在技术“纠偏”。回归也好，纠偏也罢，动力电池技术多种路线的存在及互相竞争，恰恰从一个角度反映出，目前尚未有能够解决一切新能源汽车技术发展痛点的技术出现。分析人士指出，发展新能源汽车早已上升到我国国家战略层面，电池技术的突破更是我国新能源汽车产业技术突破的关键。以目前的产业格局看，动力电池路线有多条，还没有谁成为第一条。但可以肯定的是，技术发展的目的是让电动汽车变得充电更快、安全性更可靠、跑得更远，谁能够在这些方面做得好，谁就可以在行业发展的路上走得更远。（来源：中国质量报/作者：胡立彪）
来源：中国质量报
特斯拉：电池上明修栈道 暗渡陈仓
最近特斯拉的一系列操作（特斯拉和松下三年定价协议，扩大美国的产能；与嘉能可（Glencore）达成每年采购6000吨钴的协议）真的让我们见识到了什么叫明修栈道，暗渡陈仓。电池日到底怎么玩，可能搞来搞去围绕着原有的技术路线的改良版本走的01、松下的合作和钴资源1） 松下的关系之前特斯拉和松下的关系搞得并不愉快，这一次和日本松下修改了电池供货协议。锁定了下一个3年，确定价格、产能，松下加大投入确保供货能力的条件，特斯拉将保证一定的采购量。从这个角度来看，特斯拉会继续保持它的Pack设计，而在模组和电芯层面进行采购和自制结合的套路。因此总的来看，这种压价+确定需求的手段，再一次实现了目的。图1 特斯拉的产品需求预估量从这个逻辑上来看，特斯拉对于供应商的管控是方方面面的，价格和产能的双重调动，背后就是对于产能转化成销量的自信。2）用钴量这个事情加上之后，根据媒体报道特斯拉与矿业巨头嘉能可（Glencore）达成钴供应协议，后者将为其新工厂供应生产锂离子电池所使用的钴材料。也就是说，我们在美国看到的特斯拉的资产计划，可能是特斯拉为在上海和柏林“超级工厂”自产电池所使用的，这个数量按照规模来看最多6000吨钴。图2 特斯拉的供应商和自制电池的分解如果按照特斯拉2018年一共24.6万台，使用钴为2000吨，2019年对应的用钴量，在NCA的条件下36.7万台车，2400吨钴（这个数据是根据Adamas Intelligence来核算的）。根据之前Adamas根据单车90kwh（7kg）和78kwh（4.5kg）的描述，得到的数据为1350吨和2576吨，这里存在一些差距，推测为能量上会有差异，我们大致能为这个6000吨得到一个数量级，大约30万台车 2000吨，6000吨大概在90万台车左右。图3 用钴量的核算02、Model3的LFP电池方案在第333批公告之后，特斯拉正式公告了LFP电池的车型，随着进入目录，我们也知道更多的信息，如下表所示：在采用了长模组设计以后，LFP的电芯的能量密度定格在170Wh/kg，而对应的NCA和NCM811的电芯能量密度分别为255.5Wh/kg和256.8Wh/kg。从纯电芯重量来看，LFP对NCA和NCM的重量差异为121.7kg和116.36kg1）LFP 106颗电芯，电芯总重量为323.2Kg2）NCM811共有2976颗电芯，重量为201.5kg3）NCA电芯共有2976颗电芯，重量为206.8kg 最终的结果查了95kg，因此在模组的设计中，同样尺寸的设计，四个模组的差异LFP磷酸铁锂的方案追回来26.7kg，原则上来看，这种大模组的设计下LFP做长模组对于重量的差异并没有特别大。备注：特斯拉Model 3圆柱电池采用的是（31P25S）和（31P23S）结合的方案，容量为148.8Ah，52.85KWh。从尺寸来看，宽度和高度一致：宽度均为323mm，高度81mm；长度有差异：较长的1.95m，较短的1.85m；这个尺寸来说，里面可能维持了一部分假的电芯来维持住整个结构。图4 而宁德时代是在234Ah的220宽度的电芯，把电芯拉长了，把高度降低最终得到的方案。小结：这都快6月底了，估计电池日上，特斯拉会把这所有的消息一一甩出来，其实目前来看LFP能做到50kwh以上，对应的重量大约增加100kg。再往上，增加的重量更多，更不划算。
来源：汽车电子设计
