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锂电池并非新能源车自燃“罪魁祸首”
据不完全统计，2018年以来，已发生的新能源汽车自燃或爆炸问题已有近50起。频频发生的自燃事故让全社会对电动车在高温环境下的安全问题以及电池稳定性的担忧更进了一步。发生此类事件的原因到底是什么？近日，经济日报记者采访了北京大学教授、锂电“达沃斯”学术委员会主席其鲁。为了确保2008年北京奥运会所有电动公交车的安全运行，其鲁团队曾经开展过研究。结果发现，电动汽车安全性不仅由电池决定，锂电池材料不当也是主要原因。在其鲁看来，起火事故的原因中，动力电池自燃占比为31%，主要因为锂电池材料选择不当以及电池本身的质量问题。“快速充电时，导电性不好的锂电池容易产生大量热量、温度急剧升高，导致热失控。”其鲁说。据2017年以来新能源汽车的起火事故分析统计，充电场所是起火的高发地，占比达50%。锂电池里有大量易燃物质，比如非水溶性的液态电解液，当其暴露在空气中，温度达到60至70摄氏度时就会燃烧。其鲁表示，探究电动汽车出现各种问题的原因，不要完全归因于锂电池。类比燃油车，其实燃油更易燃烧，发生燃烧爆炸事故也更加可怕，但是全世界每年燃油车发生自燃或者爆炸事故的概率还是很低。近年来，能量密度高、续航能力强的电动汽车受到关注，一些密度180Wh/kg，甚至高达200Wh/kg的电池已开始应用。但这些锂电池的材料在充放电过程中更容易发热，且随着能量密度的不断提高，热失控几率也呈大幅上升态势。与此同时，汽车碰撞时，电池组发生变形，导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路，也容易因易燃电解质发生泄漏最终引发起火。“电动汽车的设计始终是问题的核心。”其鲁说，因为在行车或充电过程中，电池要工作就要产生热量。但截至目前，尚无可实现锂电池迅速散热的好方案。所以，加快开发锂电池核心材料与电池技术刻不容缓。但要彻底解决未来电动汽车安全性问题，并不简单是电池的问题。其鲁认为，近期内电动汽车要想大踏步发展、解决安全性问题，氢燃料电池和锂电池结合使用，可能会有着非常重要的作用。“我一直鼓励推广使用甲醇燃料电池，这方面我们已经开展过十余年工作，甲醇燃料的工作原理和氢燃料一样，但并不需要低温、高压使用，其可以和锂电池相结合，在技术方面以混合动力或者增程式动力为导向，将有望快速推动电动汽车的发展。”（经济日报-中国经济网记者 王轶辰）
来源：中国经济网
动力电池面临新课题：高安全、低成本、可回收
经过多年发展，中国已经成为全球最大的新能源汽车市场，而动力电池作为其核心零部件备受关注。随着电池技术进步及新能源汽车市场逐步成熟，市场对动力电池已从追求高能量密度逐步向追求高安全、低成本、可回收的方向发展。■加强电池主动安全防控近段时间接连发生的数起电动汽车起火事件使得有关安全的话题热度不减。在日前举行的2019中国（青海）锂产业与动力电池国际高峰论坛上，中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示，当前安全事故是新能源汽车产业发展的致命隐患，而动力电池热失控是安全事故的本质。通过对动力电池热失控热-机-电耦合机制的深度研究，发现在热失控诱因、发生和蔓延的三个过程中，电池充电析锂、电池内短路、单体电池热失控和电池系统热蔓延是导致安全问题产生的根本原因，可利用快充控制、电池管理、热设计和热管理等方法实现对动力电池热失控的主动安全防控。分析2018年新能源汽车事故统计数据发现，充电时发生事故的比例较大，原因包括：快速充电不当引发电池析锂，使得电池寿命快速衰减和热稳定性变差；充电功能安全设计水平低下；充电过程数据通讯不规范等。欧阳明高指出，目前锂离子电池能量密度已经达到300Wh/kg，未来会继续提高，在这种情况下，对电池安全防控技术的要求也会越来越高。产业界应当着力解决锂离子电池安全问题，研发出更加安全的动力电池，保障电动汽车产业顺利发展。天津力神电池股份有限公司常务执行副总裁王念举持类似观点，他认为，至少在未来10年内，锂离子电池仍是电动汽车动力的主要解决方案，在提升电池能量密度的同时也要在设计和制造环节保证电池的高安全性。除了技术层面，还应在哪些方面保障电池安全？对此，作为欧洲权威的车辆检测机构，德凯集团执行副总裁、东亚及南亚区总裁曾牧指出，电动汽车和动力电池安全不仅要关注设计层面，也要重视检测和验证对安全的保障作用。■电动化催生新业态电动化不仅让汽车产业的面貌焕然一新，也使得汽车产业与能源、科技等产业加快了跨界融合。由于动力电池的可移动、可分离、可控制特性，汽车电动化不断催生新的产业生态和商业模式。中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟发布的课题报告《让动力电池流动起来：动力电池全生命周期资产运营管理》指出：电池作为可移动的储能载体，能与可再生能源有效结合，并参与电网调节；电池作为可分离的特殊资产，能够催生出新的商业模式，例如基于车电分离的整车或电池租赁模式、基于共享经济的分时租赁模式等；电池作为可控制的智能单元，可与智能化、网联化技术相结合，融入能源互联网体系。张永伟表示，动力电池的监测、评估、利用、再生和创新金融模式是完善其全生命周期循环体系的关键。其中，电池监测可为电池健康状态及价值评估提供依据；电池评估可解决电池估值困难的问题；梯次利用是退役电池循环体系的中间环节，有助于提高动力电池全生命周期的使用价值；报废电池中的有价金属具有资源化回收价值；包括绿色信贷、债券、基金、保险等在内的绿色金融有助于缓解企业资金压力，降低企业运营风险。■电池回收再利用有待突破随着新能源汽车产销量及动力电池出货量的不断提高，动力电池如何回收再利用成为摆在行业面前的一道难题。根据中国汽车技术研究中心有限公司的统计数据，2018年后我国的新能源汽车动力电池进入规模化报废期，预计2023年报废量将达48.09万吨。其中，2018～2020年报废电池中磷酸铁锂电池占多数，预计2021年起三元电池的报废量开始增多，2023年三元电池的报废量将大于磷酸铁锂电池。当前我国动力电池回收再利用的政策主要体现在三个方面：一是落实生产者责任延伸制度，二是建立健全动力电池回收利用体系，三是强化对从业企业的行业监管。目前，我国已经初步形成了以整车、电池和第三方企业为主体的动力电池梯次利用和回收体系。根据工信部统计，截至2018年底我国退役电池回收服务网点建设达到3204个。不过，虽有一定成果，但电池回收再利用体系、机制等还存在很多问题。例如，电池梯次利用企业准入条件不清晰，电池退役标准不明确，废旧电池的评估、拆解等技术不成熟，电池回收再利用的产业链相对孤立、没有很好协同等。据北京赛德美资源再利用研究院有限公司董事总经理赵小勇介绍，最近3年间电池回收企业由20余家发展至300余家，但真正有工厂、有能力做环保验收的只有30～40家。铁塔能源有限公司副总经理孔庆西表示，锂电池相比传统铅酸蓄电池在能量密度、循环寿命和环保方面都具有优势，随着2019年起动力电池退役量爆发式增长，合理的梯次利用是解决新能源汽车发展后顾之忧的关键，也是解决新能源汽车成本居高不下的重要手段，而小容量、分布式的基站备电，无论从安全性还是经济性来讲，都是动力电池梯次利用的最佳场景。他还指出，我国新能源汽车企业众多，如果自主建立回收服务网点，可能造成重复建设，且回收拆解企业及资源综合利用企业等对应机构亦较多，难以协调，有必要探索共享型的联合回收模式。
来源：中国汽车报
“白名单”废止 中外电池企业同台竞争是喜是忧？
6月24日，工信部正式发布了一则公告，明确表示自今年6月21日起，废止实施4年的《汽车动力蓄电池行业规范条件》（简称《规范条件》），同时废止的还有4批符合规范条件的企业目录。这意味着此前一直在“保护伞”下成长的国内动力电池企业，除了面对补贴退坡，整车厂可能自行研发电池之外，这次更要与日韩电池企业直接展开竞争了。■动力电池产业已现瓶颈废止“白名单”迫在眉睫2015年3月26日，《规范条件》正式发布，其中所指的动力蓄电池主要是锂离子动力蓄电池、金属氢化物镍动力蓄电池和超级电容器等，不包括铅酸类蓄电池。《规范条件》明确规定，新能源汽车搭载的动力电池如果没有进入目录，该新能源汽车就无法进入《新能源汽车推广应用推荐目录》，进而无法获得补贴。因此，《规范条件》被业内俗称为动力电池“白名单”。据悉，自2015年11月开始，工信部先后发布了4批符合《规范条件》的企业名单，共57家电池企业入围，包括宁德时代、沃特玛、天津力神、国轩高科等，但三星、LG、松下等日韩电池巨头始终未进入目录，这份“白名单”也因此被认为是政府对国内动力电池企业的“保护伞”。不可否认，在政策扶持下，我国新能源汽车及动力电池等相关产业积累了先发优势，培育出一批具有竞争力的自主动力电池企业。据统计，2018年我国动力电池全年累计产量达70.6GWh，累计销量达62.3GWh，累计装车量达56.92GWh。随着市场规模的不断扩大，国内动力电池产业发展的瓶颈开始凸显，高性能动力电池供不应求，成为制约新能源汽车产业发展的掣肘。“此次放开电池的竞争是破除制约行业发展瓶颈的重要举措。”全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树表示，未进入电池目录的外资电池企业在华发展有所放缓，未来会有改善。外资电池的进入会带动我国新能源汽车产业链的发展，促进自主配套产品的技术提升，实现融合发展。”■内忧外患动力电池行业将迎大洗牌针对此次取消“白名单”，天津力神电池股份有限公司常务执行副总裁王念举在接受《中国汽车报》记者采访时表示：“之前日韩的电池拿不到补贴，整车厂就不会采购，但取消‘白名单’之后，日韩电池企业能够直接参与市场竞争，整车厂很可能会采购它们的电池。”根据今年前5个月数据，我国动力电池产业产量排名前三名企业共计生产25.6GWh，占比69.0％；前五名企业共计生产28.6GWh，占比77.1％。其中，宁德时代、比亚迪和合肥国轩排在前三位，行业集中度较高。王念举告诉记者：“取消‘白名单’对动力电池行业影响挺大，将加速市场洗牌。不过，并不是所有的动力电池企业都有此担忧，像比亚迪这种给自己整车厂供应电池的就不会受到冲击。需要担心的是单纯的动力电池供应商。”从全球范围内来看，自2015年开始至今，中国超过日本成为全球最大的动力电池出货量国家。2018年全球汽车动力锂电池出货量前五名被中日韩企业包揽，排名前十的企业中，中国企业占6席，其中宁德时代、松下、比亚迪分列前三，韩国LG化学和三星SDI紧随其后。其实，随着我国新能源汽车市场的迅速发展，日韩动力电池企业早已跃跃欲试。6月12日，吉利汽车发布公告称，其间接持有99％股权的附属公司上海华普国润与韩国LG化学签订协议，将成立合资公司，主要从事动力电池的生产和销售。LG化学方面也发布了相关声明，表示双方将各出资1034亿韩元（约合6.05亿元人民币），将于今年年底在中国开建新工厂，预计在2021年年底完工，规划产能10GWh。LG化学方面还表示，未来将积极开展与中国整车企业的合资及全方位合作。无独有偶，在同一天，应韩国SK集团董事长崔泰源的邀请，恒大集团董事局主席许家印一行考察SK集团，双方探讨在新能源汽车、动力电池等领域展开深入合作的可能性。当天，许家印在会见崔泰源时表态称，恒大将与SK集团强强联手，共同推动新能源汽车技术发展。1～5月数据显示，在动力电池市场，宁德时代和比亚迪两家企业的市场份额接近七成。过高的市场集中度，使得整车企业经常处于被动地位，动力电池产能跟不上的新闻已经屡见不鲜。汽车业内人士表示，中国动力电池行业需要更多外部力量和刺激，产业才能可持续发展。■开放程度越来越高新能源车市迎来新景象我国已是全球最大新能源汽车市场，去年销量首破100万辆，今年前5月累计销量46.4万辆，较上年同期增长41.5％。在新能源汽车市场发展蒸蒸日上的当下，动力电池市场的竞争不可避免。不过，国内动力电池行业缺乏“有效竞争”已经成为不争的事实。事实上，在2018年5月，中国汽车工业协会与中国汽车动力电池产业创新联盟联合发布了《汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业“白名单”（第一批）》，共有深圳比亚迪、国轩高科、国能电池等21家企业入围，其中有3家韩资企业上榜，分别是三星环新（西安）动力电池有限公司、南京乐金化学新能源电池有限公司、北京电控爱思开科技有限公司。外界曾认为这份“白名单”是接受日韩电池参与国内竞争的信号。王念举告诉记者：“这份名单和补贴不有挂钩，只涉及到上牌问题。因此不会产生什么影响。”此次废止“白名单”，对于中国的动力电池企业来说，不仅要担忧整车厂可能单独开展动力电池业务，更需要担忧日韩动力电池企业进入后对市场的冲击。在内忧外患之下，国内电池企业自主创新的积极性会提高，同时，一些竞争力弱的企业或将出局。从政策要求尽快放宽汽车行业外资限制、降低汽车进口关税，到今年3月十三届全国人大二次会议通过《外商投资法》，汽车行业对外开放的大门只会越开越大。废止动力电池“白名单”，表明我国汽车行业正以开放的心态迎接全方位挑战。“由于之前有‘白名单’的限制，部分跨国车企在华的新能源汽车产品布局较慢，其转用国产电池的难度很大。此次放开限制有利于跨国车企在华发展，促进新能源汽车产业进步。”崔东树表示，此举虽然将中国动力电池企业和日韩电池放在同一个起跑线上，不过，这对于我国新能源汽车市场是重大利好。
来源：中国汽车报
研究表明锂离子电池价格仍在下降但低于预期
调研机构Navigant公司日前发布了有关“先进电池和储能系统定价趋势”最新的调查数据，到2030年，锂离子电池价格可能从目前的139美元/千瓦时降至76美元/千瓦时。该公司高级研究分析师Alex Eller表示，虽然这份调查报告可以让人们了解一系列储能技术发展，但真正令人关注的是用于电网规模储能系统的锂离子电池。Eller表示，“2019年锂离子电池价格将继续下跌，但由于供应短缺，2018年价格下跌幅度远低于预期。总体而言，我们对锂离子价格下跌的长期预测比其他调研机构更为保守。但是我们认为，随着电池需求的快速增长，导致成品电池和关键材料的供应紧张，锂离子电池价格下降幅度仍可能低于预期。”今年3月，彭博社新财经储能分析负责人Logan Goldie-Scott表示，到2030年，锂离子电池的平均成本可能低至62美元/千瓦时，但他指出，有些分析公司可能低估锂离子电池的价格。Goldie-Scott在博客中写道，“不同的电池和电池组设计、电池材料、规模经济以及区域环境使电池市场存在一系列差异。此外，如果电池部署量远高于预期，将对其平均价格产生进一步的下行压力。”可再生能源整合需要大量储能系统与此同时，Eller表示，总体而言，尽管有这些警告，他的团队通过建模，预计锂离子电池价格将会继续下降。他说，“我们预计锂离子电池价格将从2019年平均每千瓦时139美元降至2028年的每千瓦时76美元，这本身将成为电网规模储能项目价格下降的主要驱动因素。”Eller表示，Navigant公司通过对10MW/5MWh、10MW/10MWh、10MW/40MWh电网规模储能系统进行建模发现，持续放电时间越长，储能系统的价格因为组件增加而提高。他说，“例如，一个10MW/40MWh锂离子电池储能系统当前的平均价格约为1580万美元，预计到2028年将降至980万美元。”与此同时，总部位于英国的市场研究机构IDTechX公司发布了《2019-2029固定式电池储能系统》的研究报告，介绍了引领全球储能市场发展的国家和地区，并预计了这些市场未来10年发展情况。IDTechX公司表示，调查表明2018年全球共部署了6GWh固定式储能设备，2018年是储能部署得到非凡发展的一年。并强调，即使是特斯拉公司在南澳大利亚州部署的129MWh电池储能系统，与储能供应商未来部署的大型项目相比将会相形见绌。IDTechX公司去年表示，由于加利福尼亚等主要市场的政策驱动发展，美国开始成为储能市场领导者，而韩国和中国每年的储能系统部署容量都超过1GWh。该公司表示，储能部署迅速发展的过程中出现了一些问题，例如，2018年韩国多个部署的储能系统发生火灾。该公司发布的一份声明表示：“尽管出现了一些问题，但大力发展可再生能源的国家和地区仍将需要部署大量的储能系统。”
来源：中国储能网
美研发可实现高能量密度锂电池的有机阴极材料
据报道，美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）为锂电池设计了一种新型有机阴极材料。该材料以硫为核心，与锂电池中传统的阴极材料相比，能量密度更高、更具成本效益且更环保。智能手机和电动汽车等日常生活用品都需要锂电池提供能量，而随着人们对此类产品的需求不断增长，科学家们一直在研究如何优化阴极材料，以提升锂电池系统的整体性能。除了解决电池系统面临的能量挑战，布鲁克海文国家实验室的科学家还在研究可持续性电池的材料设计。为了寻找可提供高能量密度的可持续性阴极材料，科学家们选择了一种安全和储量丰富的元素 – 硫。美国能源部布鲁克海文科学用户设施办公室国家同步光源二部（NSLS-II）科学家表示：“硫可以形成很多键，即能够抓住更多锂，从而增强能量密度。而且硫也比阴极材料中的传统元素轻，因而可让电动汽车具备更长的续航里程。”研究人员在设计该新阴极材料时，选择了一种由碳、氢、硫和氧组成的有机二硫化合物，而不是传统锂电池中重金属，重金属不是很环保。但是虽然硫电池更安全、能量密度更高，但是也会面临着其他挑战。Shadike表示：“当电池充放电的时候，硫会变成一种不好的复合物，溶解在电解质中，并扩散至整个电池，引起不良反应。我们设计了一种阴极材料，可让硫原子附着在一个有机支柱上，从而让硫稳定。”研究人员表示，该项研究可提升高性能锂电池的性能，此类锂电池使用以硫为核心的阴极材料。
来源：易车网
电芯生产“提速” 特斯拉释放重要“信号”
一度在“要不要涉足动力电池生产制造”这个问题上徘徊纠结的车企，现在正在用实际行动给出他们的答案。本周，美国CNBC发布的一份报告中，援引了五名特斯拉前任和现任员工的信息，称在离加州弗里蒙特汽车厂几分钟路程的电池实验室，特斯拉正在进行密集的工作来进行锂电池研发和生产准备。值得注意的是，特斯拉员工特别指出，特斯拉的研发不仅专注于电池设计，还专注于新设备和新工艺，以便能够规模化量产。这其中，就包括通过收购Maxwell获得的技术导入到自身的电池体系中。此外，就在上个月，特斯拉还对外发布了一系列的动力电池开发和生产员工的招聘。根据高工锂电长期追踪，早于去年开始，特斯拉就曾先后向包括先导智能、新嘉拓、纳科诺尔等多家国产锂电设备企业采购过设备，并与一家国际正极材料企业对于正极供给进行过前期沟通。同时，在加拿大，特斯拉已经在运营自己的电池研究中心。专利申请表明，由Jeff Dahn领导的特斯拉加拿大工业研究院正在研究一种分析锂电池中电解质的新方法，目的是防止单个电池单元的故障。上述种种，让特斯拉要涉足动力电池制造已经成为”公开的秘密“，而让外界感到惊讶的，知道其打算生产电池，但没想到进程如此之快。对于上述一系列的举动，在6月上旬举行的特斯拉年度大会上，马斯克给出了暗示，他表示，现有动力电池的产能目前正在限制特斯拉的增长，在谈到电池生产时，他说“不想让猫从袋子里拿出来太多”。而特斯拉技术副总裁Drew Baglino的补充就显得更为直接，他希望特斯拉“最好是掌握自己的命运。”GGII分析认为，特斯拉加快动力电池制造的背后驱动因素，既有对接下来电动汽车市场规模启动后动力电池产能保障的考量，也有对于动力电池安全隐患突破以及下一代电池技术升级及产业化储备的考量。在产能保障上，如马斯克所言，动力电池产能的确已经成为其阻碍电动车交付的最大瓶颈，对此，特斯拉和松下已经心存罅隙，而以马斯克的一贯打法，向来都是“靠自己”，因此，加快推动自己的电池生产制造就丝毫不足为奇。值得注意的是，多位知情人士都向高工锂电分析，即使特斯拉努力加快生产自己的电池，其仍有可能暂时继续与松下合作。熟悉与电池供应商谈判的特斯拉员工称，特斯拉很可能与松下和LG合作，为中国生产的Model 3提供电池。在技术和产业化储备上，频发的起火事故让其备受舆论压力，就在本周五，特斯拉对于发生在上海的电动汽车起火事故回应称，通过对电池、软件、制造数据和车辆历史数据的深入调查，没有发现系统缺陷，初步判断该事故由位于车辆前部的单个电池模组故障引起。在此背景下，加速更高安全性电池的开发和生产已经迫在眉睫，而这也是Jeff Dahn领导的特斯拉加拿大工业研究院目前进行的主要工作之一，业内猜测，该技术在推向产业化时，极有可能就是特斯拉自己来生产。此外，在完成收购Maxwell后，外界在猜测特斯拉对于下一代电池的储备，有的认为将会把锂电池和超级电容结合来提升整体性能，也有猜测将会用Maxwell的干电极技术用作固态电池产业化的储备，但无论如何，特斯拉要掌握动力电池话语权（产能、技术）已经是不可否认的事实。事实上，从其他车企最近的布局也能看出这样的趋势，最为直接的就是大众投资9亿欧元与Northvolt研发电池并获取其20%的股权。GGII分析指出，对于要不要涉足动力电池生产制造，车企已经从此前的纠结和徘徊中清醒过来，其共同的结论是，一定要掌握在动力电池上的主导权，要在产能保障上、成本控制上、下一代技术储备及产业化上，都要全面占据主动优势。而在动力电池的配套上，一方面，要建立多元化稳固的供应商体系，警惕被单一供应商威胁和拖后腿，另一方面，车企的一致共识是，一定要建立自身的生产制造能力，既可以缓解产能压力，又可以为前瞻性技术落地做准备，还可以应对各种不时之需，增强抗风险能力。
来源：高工锂电
