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宁德时代将生产200万公里续航电池 长寿命电芯真的可实现吗？
近期，长寿命电池成为业内的热门话题。今年，马斯克表示特斯拉将在2020年推出一款使用寿命达100万英里的新电池，随后通用汽车的执行副总裁道格·帕克斯表示，通用正在研发累计续航里程达100万英里的电池。而近日宁德时代的董事长曾毓群表示，准备生产一款行驶里程达200万公里且使用年限为期16年的电池，引起了行业和消费者的高度关注。对于这次的技术突破，我们将主要聚焦和探讨两个问题：为什么动力电池寿命到目前突然有了技术突破？目前的技术突破究竟在哪些方面？是否真正具有可行性？长寿命电芯能做成吗？车企宣布做长寿命电池，总的来说对行业乃至社会都带来很高的便利性。从电池原理的角度来看，可能电池企业会做以下几大方面的处理：一、 正极单晶技术：单晶材料显著区别于三元二次球材料，具有更高的结构稳定性，更低的比表面积，更少的表面缺陷和更高的真密度等诸多优点。对单晶材料进行掺杂包覆等一定的优化后，使用单晶材料在提高电压的同时依然可以保证材料的循环性能，可兼顾电芯的能量密度和循环寿命，这是一个基本点。二、负极表面修饰：开发了“自修复”负极材料，新的负极材料可以自动修复使用过产生的少量SEI膜缺陷。三、电解液的匹配开发：为了解决日历寿命的问题，可以努力改善高温循环性能，在电解液中加入特殊的正极成膜添加剂；优化了电解液的溶剂种类及比例，从而获得更稳定的固液相界面，更高效的离子传输，更宽的温度响应区间等优异特性；电芯表现出优异的高温长循环性能和低温放电、功率性能。图1 宁德时代法兰克福车展上的技术讲解从目前现有的信息来看，我们可能能看到电池技术在寿命方向上新分出来一种新的分支，在追求成本和追求能量密度之外追求长寿命电池这种新的品类，目前不确定是否能实现100万英里还是200万公里，我们应该能看到电池寿命会比之前10万英里或者15万公里有大幅的提高。长寿命电池为社会带来减排效应长寿命电池究竟会带来哪些突破性的变化？长寿命电池如果真的能够突破了，对于消费者来说肯定有很大的便利性。比如对于大部分车主来说，平常上下班一天都在50公里以内，极端一些的可能在80公里左右，一年下来在1.5万-2万公里，从保有8年来考虑，也就是整个第一次使用周期会有12万到16万公里的里程积累。按照目前国内主流标准，动力电池的保修期为8年15万公里，如果长寿命电池开发成功的话，可以大大增加电动汽车的残值（是指在一项资产使用期满时预计能够回收到的残余价值），特别是动力总成对应的残值。电动汽车本身是和电网高度依存的，电动汽车每天需要从电网上使用电能作为驱动的窄体，而纯电动车辆与电网的互动，实现高效的双向传输、控制负荷，以及规模车队的管理是关键。电池的寿命瓶颈能够解决，就可以为电网的优化其可再生能源的利用。电网是有峰谷之分，也就是白天可能是用电高峰，而凌晨可能是用电低谷。电动汽车的大量电池，可以满足电网削峰平谷的需求，也能有效的降低用电成本，对整个社会效益和环境来说是非常友好的。从更长远的角度来看，如果电池能够长寿命，那么未来大量公用的车辆，电动巴士、出租车和网约车甚至是未来的自动驾驶的车辆，就可以不拘束的使用，能够为社会创造出更多的减排效益。图2电池寿命的感受几个阶段还有一个重要点：动力电池的寿命限制在哪里？从技术的角度来说，我们正常在使用电芯中往往会观察到三个阶段：第一阶段是初始容量的增加：电池的容量是一个重要的参数，其值由正极材料容量、负极材料容量、负极-正极容量比，负极一般会比正极在几何尺寸上拉长一些。实际上电池企业也会在这个上面把额定容量的数据进行一定幅度的调整，以匹配实际的出厂容量的公差范围。所以一般都能观察到初期的容量，是高于额定容量，并持续一段时间。第二阶段是电池的线性容量损失：电池不管是放在那里还是循环使用，电芯内部都会出现老化。如下图所示，从微观尺度角度来看，电池的主要材料由正极、负极、电解液和隔膜等材料所组成。为什么能量会不停的衰减？实际上电池本事是电化学储能，容量衰减的机理主要是在内部已经发生了很多不可逆的负反应。图3 电芯的寿命衰减的机理容量衰减跟正极、负极、电解液都有关系，从材料还有物理化学的角度分来看：正极材料，在循环过程中会有不可逆的相变，还有金属离子溶出；正极材料颗粒破碎，粘结剂分解和正极材料晶体结构改变等因素，会导致一部分正极活性物质失去嵌锂等能力；负极材料中会有活性物质脱落，粘结剂分解等因素，都会导致部分负极活性物质颗粒失去与导电网络的导电连接，从而使其无法嵌锂，造成锂离子电池容量损失。经历了第二个阶段后期会迎来电池寿命的终点快速蜕变：这个一般是崩坏的过程，最好这个时候拆解一下电芯，并记录一下崩坏之前的各项参数特性。这是一个标志点，也是车辆从相对健康到很难使用的转折点。实际上，动力电池在和电动汽车设计中，容量衰减预测和分析，是非常重要的。工程师们通过考虑不同的影响因子，包括环境温度、不同使用电池放电深度和使用工况构建数学模型，对整个电池的可用性要做出大量的验证工作。如下图所示，实际上电池的衰减也是呈现出一定的离散型，在16万公里质保期内努力设计成不会快速跳变的状态。图4 特斯拉之前的电池所呈现出来的离散型总的来说，动力电池的寿命限制主要还是在电芯材料和电芯设计层面，主要是电池内部副反应的微观层面的变化日积月累导致了电池的衰减。如今车企和电池企业按照长寿命电芯的设计预期，对于消费者来说是大好事，对于整个产业来说有了更多的可能性。当然这种技术突破是否真正能够兑现200万公里和16年，并且成本上只上升10%这样的豪言壮语，是否带来其他的性能折中，我们还是持有谨慎态度，对电池的后续开发成果拭目以待。
来源：腾讯新闻客户端
IAM-AWP热量计中心：通过量热学可以提高电池的寿命和安全性
据外媒报道，卡尔斯鲁厄理工学院应用材料学院（IAM-AWP）热量计中心的负责人Carlos Ziebert博士解释，如何通过量热学提高锂离子电池和锂电池的寿命和安全性。IAM-AWP热量计中心成立于2011年，目前运营着欧洲最大的电池量热学实验室。该中心提供六个大小不同的加速速率热量计，能够对不同规格的电池进行测量，可以在绝热和等周期（quasiadiabatic and isoperibolic）的环境下，根据正常和滥用条件（热、电和机械），从材料、电池和电池组级别，评估锂离子和非锂电池的热力学和热安全数据。这些数据可应用于电池价值链的各个层面，比如安全材料设计，以及热管理和安全系统的优化。在材料层面上，差示扫描量热仪（DSC）、激光导热分析仪（LFA）和非常灵敏的塞塔拉姆C80 Tian-Calvet型量热仪，提供了热力学参数，比如热容、导热系数或材料层面的生成焓等。较大的塞塔拉姆MS80 Tian-Calvet型量热仪，甚至可以匹配21700圆柱形电池。通过直接热流测量，可以非常准确地测定电池在循环过程中产生的热量。利用3D传感器布置来测定热流，其中样品和参考容器都被带有数百个热电偶的环所包围。非锂电池这些研究对非锂电池尤为重要。非锂电池利用更加丰富的材料（如钠、镁），而不是锂、镍和钴，并且是 POLiS（非锂储能）卓越集群（POLiS Cluster of Excellence）的研究重点。该项目每年的预算约为700万欧元，计划实施7年。在这个集群中，IAM-AWP热量计中心负责热特性和安全测试，首先进行小规模测试，然后持续安全地扩大电池规模。目前的锂离子电池显而易见，消费者是否愿意采取目前的锂离子电池技术，在很大程度上取决于安全问题。因为电池可能因为热失控而着火爆炸，同时释放有毒气体。因此，对于交通和固定存储电气化来说，热管理和安全性至关重要。通过这六种强大的加速速率热量计，可以有效提升电池的热管理、循环寿命和安全性。充放电过程中热量的产生和耗散，与电池循环器相联系。为了进行相关研究，将电池插入等周期环境热量计（恒温量热计）或绝热量热计（无热交换量热计），通过位于量热计舱盖、舱底和侧壁的加热器和热电偶，调整环境条件。在热管理系统应用中，通过确定比热容和传热系数，将所测得的温度数据，转换为产生和散发热量的数据。可以通过日历老化和循环老化试验，对电池的循环寿命进行研究。在固定的时间间隔内，观察电池产生的热量和温度变化，作为健康状态的参考值。当电池达到其终止标准时，利用熵测量和电化学阻抗谱，来测量可逆和不可逆热。这些数据可以作为电等效电路模型和老化模型（基于阻抗）的相关参数。此外，还对一些电池进行事后分析，即在惰性气体环境中分解，并确定其化学成分、形态和电极结构的变化。此外，新电池的安全性，以及老化的潜在危险性，可以通过在加速速率热量计中进行下列三种安全测试来定量确定：电气滥用：外部/内部短路试验、过充试验、过放试验。机械滥用：钉状物测试。热滥用：加热-等待-搜寻试验、斜坡加热试验、热传播试验。观察自热、热稳定性和热失控，确定电池安全运行的关键参数及其临界值。另一个重要问题涉及气体排放，可在滥用试验期间收集这些气体并进行移地分析。气相色谱分析法采用两种检测器，对气体进行检测和定量，包括质谱分析和热导检测器。了解各种电池滥用情况下产生的气体成分，揭示相应的分解途径，并提示所需要采取的防护措施，例如，延迟或防止由排气物着火或热逃逸引起的电池火灾。综上所述，电池量热法提供了相关定量和系统数据，反映电池和材料的温度、热量和压力变化，为开发电池提供快速反馈信息，并可作为模拟输入数据加以利用。
来源：盖世汽车网
电池新技术未突破之前，宁德时代的新型长寿命电池很实用
宁德时代用十年时间成为了全球动力电池“霸主”，并逐渐形成了以技术领先、电池成本低、产销规模大的正向循环的经营模式。这一点，基于宁德时代是一家肯扎扎实实搞技术的企业。这是宁德时代在短短十年里创下行业神话的原因之一；也是宁德时代在我国新能源汽车行业销量近十年来首次出现负增长的情况下，还能逆市扩大市场占有率的原因之一。6月10日，宁德时代宣布推出新型长寿命电池，可实现持续运行16年，支撑电动汽车持续行驶124万英里，且成本较现有动力电池增加不到10%。124万英里，寿命长达16年的动力电池，什么概念？这么说吧，目前国内对电动汽车用电池的标准是8年24万公里，而宁德时代的这款寿命高达16年的动力电池，可以支撑电动汽车行驶200万公里。你品，你细品。比亚迪表示不服，亮出了手中50米“刀片”，对车企而言，动力电池的安全性才是根本问题，三元锂电池能量密度和安全性此消彼长的关系必须要正视，安全性问题都还没解决，扯那么多有个‘锤子’用？敢不敢再扎一下试试看？宁德时代微微一笑，“扎针”证明不了安全性，昔日大佬索尼就玩过“针扎”，还不是因为安全事故退出江湖了。刀片电池不过是CTP中的一种，宁德时代四年前就做了CTP，并且从中挑选了几个最优的方案，已经大规模地应用于乘用车了。此次，宁德时代发布的新型长寿命电池的核心在于，减缓容量衰减速度。正极方面，新技术通过自休眠钝化膜技术降低存储过程活性，使用时再激活，从而极大地减少了正极材料在循环和存储过程中的副反应。负极方面，新技术通过低锂耗技术显著增强负极材料表面稳定性和体相稳定性，大幅减少电芯使用过程中的活性锂消耗，实现超长寿命的性能需求。同时，仿生电解液技术能够根据电芯的不同生命周期内成膜的需求，展现出自适应的保护特性，提升电芯的循环和存储性能。此外，该技术通用于三元材料和磷酸铁锂，已经具备量产能力，能够缓解用户里程衰减的痛点，大幅降低电池使用成本，提升电动汽车相对于燃油车的经济性。从市场发展来看，目前车用动力电池都在往长寿命发展，宁德时代的新电池在这方面确实给力，磷酸铁电池目前做不到这么长的寿命。因此，在动力电池新技术未突破之前，宁德时代的新电池较比亚迪的刀片电池，其实更实用。此外，谈及电动汽车用动力电池的安全性，磷酸铁锂电池只是理论上较三元材料安全一些，但还是得看实际应用状况，宁德时代的供应商中，可见的电池起火报道，目前也就蔚来一例，并且貌似主要责任还在蔚来的pack。另外，车企和电池企业的合作，双方投入的成本都比较高，需要长期的磨合，因此不会只盯着一种路线发展。以宁德时代和特斯拉为例，按照宁德时代的说法，特斯拉需要什么电池，他们就能供应什么，不会局限于三元材料还是磷酸铁锂。在电化学领域，一种新的材料、新的技术从实验室走向社会应用层面，一般需要十年甚至更长的时间。因而锂电池的产品和技术进步，需要全产业链的相互协调和配合才能完成。而宁德时代一贯走的是“四全”道路（全场景，全周期，全方位，全系统），从真实使用角度保障安全。此外，电池行业比较复杂，是个极具头部效应的产业，对新手玩家并不友好，先发优势明显，并非单纯的拿钱砸就能站稳脚。电池的质量、可靠性、还有安全问题等，没个十几年技术积累不敢自夸专业。未来电池领域向头部集中，拥有技术，产能的玩家就拥有话语权。对于新入场者，有钱不一定能砸出声响，没钱就更没有可能了，未来很大可能是“王者争霸”的局面，王者或将在宁德时代、比亚迪、LG化学、松下之间产生。目前，宁德时代的客户数量与LG化学不相上下，国际方面已将特斯拉、宝马、大众、日产、通用、路虎、本田、丰田、戴姆勒、沃尔沃、现代起亚等名车企纳入了供应商之列，且将日本、欧洲、美国、加拿大等地培养成了战略增长和投资的重点市场，在逐步完善全球化布局的同时，正式跻身为了国际主流电池企业。可以预见的是，未来海外或会成为宁德时代主要的业绩增长点。从车企方面来看，动力电池作为新能源汽车的核心零部件，像宁德时代这样的动力电池大亨，始终是新能源车企发展方面的隐患。如特斯拉与松下，LG化学与欧洲各车企之间的合作，就是前车之鉴。因为动力电池领域的护城河较高，车企自建电池厂多是浅尝辄止，所以为了应对眼前的残酷竞争，车企不得不与动力电池企业合作或采购其动力电池。而考虑到自身竞争力和长远发展，又不得不筹划自建电池工厂或研发电池技术。从动力电池企业来看，技术领域的颠覆性变革要比消费领域更快、更彻底。因此，能否继续引领动力电池行业？能否处理好与汽车企业等客户的合作关系？都有可能改变现有的竞争格局，将之前积累的竞争优势归零。
来源：电池联盟
“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右
近期一段时间内，一场动力电池“针刺实验”让比亚迪和宁德时代这两家头部动力电池公司进行了多次隔空对垒。大家关注的焦点也再一次回到了新能源汽车产业中避不开的磷酸铁锂电池和三元锂电池的路线纷争。虽然这场争论因针刺实验而起，但在这背后，如何去提升动力电池安全才应是整个业界研讨、交流的真正价值所在。动力电池的纷争根据《中国汽车产业发展报告（2018）》中，将新能源汽车产业链划分为四大板块，其中产业链中上游材料的电池是由“正极”、“负极”、“隔膜”、“电解液”构成，在关键部件一栏中，储能则为“动力电池管理系统”。目前，在政策和市场的引导下，国内企业在磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料前驱体、石墨负极材料、钛酸锂负极材料、电解液、PP/PE隔膜等动力电池关键材料方面，已经基本实现国产化。国内头部企业已经近乎完全掌握了化学电池的全产业链布局。其中应用最为广泛的化学电池技术中，因为动力电池性能指标需要满足储能密度、循环寿命、充电速度、抗高低温和安全性五个维度，同时还要满足制造成本等，磷酸铁锂和三元锂电脱颖而出，分别成为客车和乘用车市场的绝对主力。不过，由此也拉开了磷酸铁锂和三元锂电的“纷争”。在性能特性方面，磷酸铁锂和三元锂电并没有真正意义上差异，也是平分秋毫。首先，在能量密度上，三元锂电的标称电压范围为3.6~4.3V，相较于磷酸铁锂3.2-3.3V较高。并且，三元锂电能量密度已经突破300WH/kg，而磷酸铁锂电池仍较难突破200WH/kg大关。其次，在使用环境方面，三元锂电池低温限值为-30°，相比磷酸铁锂电池-20°更有优势，同时在相同低温条件下，三元锂电池冬季衰减不到15%，明显高于磷酸铁锂电池衰减高达30%以上，更加符合我国电动汽车用户的使用环境。但是，磷酸铁锂电池的热失控温度普遍在500°以上，这远比三元锂电池低于300°的参数，更为安全。在循环次数和制造成本之间，数据显示，磷酸铁锂电池充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减，而三元锂电池充放电循环次数则仅为2000次。同时，因为磷酸铁锂电池生产制造并不涉及贵重金属，其生产成本较低，反观三元锂电池则因为采用钴金属，其材料价格一直高企。简而言之，三元锂电同等单位体积的能量密度比磷酸铁锂电池更高，且耐低温（寒冷地区续航里程更长）；磷酸铁锂则耐高温（安全性更好）、循环寿命长、制造成本低，两者各有优缺点，因此应用领域也有所不同。单单罗列完两种电池技术路径的各项参数还是不够的，毕竟动力电池企业最终是要将电池组搭载在新能源汽车上，安全性在汽车这一消费品品类就尤为重要。“针刺实验”究竟刺什么让我们回到早前比亚迪和宁德时代的对垒话题之上。3月份比亚迪发布了一段磷磷酸铁锂“刀片电池”通过素有电池安全“珠穆朗玛峰”之称的针刺实验的视频，验证其在极端状况下电池的安全性能。但宁德时代却认为这是在“滥用”针刺实验。随后，因网友“小鱼锂电”对从市场采购宁德时代NCM811和NCM523两款电池自行进行针刺实验均出现起火燃烧情况，而不得不也进行了相应针刺实验。不过，第一次实验宁德时代针对整个电池包进行，直接导致钢针崩断。第二次实验显示，针对NCM523和NCM811电池电芯进行针刺，画面显示没有出现冒烟起火等现象。根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）调查显示，在自燃率方面，电动车比燃油车出现的理论几率更低。不过随着全球汽车产业电动化趋势，早先一批次的电动汽车却频繁出现了自燃事故，例如前两年频繁曝出的电动汽车高速充满后的自燃事故，其中不乏特斯拉、蔚来等知名车企。多数自燃事故的原因就在于，电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率，大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升，最终引起电池起火或爆炸。而动力电池针刺实验则是被称为电池实验界的“珠穆朗玛峰”。针刺实验要求将测试电池为满电状态，用直径为5-8mm的耐高温钢针，从垂直于电池极板正上方的进行贯穿，贯穿点位于贯穿面的几何中心，当钢针穿透电池后，工程师通过各项指标观察电池1小时。如果所测电池没有发生起火或爆炸则符合实验的要求。根据2015版本的强制性国标《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（GB/T31485-201）显示，国标就模组级别安全试验、电芯针刺试验、电芯跌落试验、电芯低气压试验、电芯海水浸泡试验、电池包跌落试验以及电池包翻转试验。而在2019年1月，工信部发布的3项强制标准征求意见稿的通知，其中一项是关于GB《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》。意见稿中GB单体电池的要求，过放、过充、短路、加热、温度循环、挤压，一共五项安全测试，跟GB/T31485-2015的10项测试要求相比，减少了4项。其中，单体电池的针刺要求也在GB里面取消了。也就是说企业可以自行选择针刺实验，并不作为强制性实验项目。三元锂电池针刺实验过程“刀片电池”针刺实验过程为了向外界进一步证明实验的真实性，界面新闻记者近日在比亚迪弗迪重庆工厂现场观看了针刺实验全过程。和早前的实验结果一样，三元锂电池在针刺瞬间，电池包内部出现剧烈的温度变化，表面温度迅速攀升至500℃，并发生极端的电池热失控，导致剧烈冒烟燃烧现象。随后进行的比亚迪“刀片电池”在穿刺后无明火，无冒烟，电池表面的温度在30-60℃左右。在静置一段时间之后也未有明显冒烟爆燃现象发生。对此，比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞早前在微博上发文表示，针刺实验的目的就是为了让电池内部发生短路，以便在这种情况下看电池的热安全性。“刀片电池”如何诞生的？实际上，“刀片电池”是一种采用全新结构的“超级磷酸铁锂电池”。界面新闻记者查阅专利局资料后发现，“刀片电池”是将磷酸铁锂电芯长度阵列式排封装在600mm ≤ 第一尺寸 ≤ 2500mm 的电池包中，通过阵列式排布的大电芯，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样堆叠在电池包里面。这种结构性设计方案不仅可以有效提高动力电池包的空间利用率，增加同一单位体积中的能量密度；而且还能保障电池内部的热扩散性能，从而达到安全的目的。据比亚迪官方介绍，对比传统的磷酸铁锂电池，“刀片电池”的最主要的升级便是将电芯内部实现无模组设计，电芯直接集成为电池包（即CTP技术），从而大幅提升集成效率。“刀片电池”通过结构创新，在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统的有模电池包，“刀片电池”的重量比能量密度可达到180Wh/kg，相比此前有模电池组提升大约9%，电池在同等体积下能量密度上比传统铁电池提升了约50%，而搭载了刀片电池的纯电动汽车续航表现可以达到约600公里，成本还能下降约30%。对此，弗迪电池公司副总经理孙华军表示：“因为刀片电池能够大大减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件，从而减少车辆的重量，所以我们的单体能量密度虽然没有比三元锂高，但是能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。”在性能方面，孙华军称：“刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%、支持汉3.9秒百公里加速、循环充放电3000次以上可行驶120万公里，以及超出业内想象的低温性能等数据表现，也奠定了其全方位碾压三元锂电池的‘超级优势’。”在重庆璧山区的弗迪电池工厂内，孙华军在介绍“刀片电池”生产工艺时表示，生产刀片电池最大的难点和亮点，主要集中在“八大工艺”。首先将近1米长的极片，必须实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案，目前是全球首创。除叠片之外，刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺也需要达到世界顶尖水平。例如，配料系统的精度在0.2%以内；双面同时涂布，涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制2μm以内，确保宽尺寸极片厚度的一致性……除此以外，弗迪工厂内部遍布生产车间、工序、条线的高精度传感器，数以百计的机器人，以及符合IATF16949&VDA6.3控制标准的品控体系等等，使得厂房设备硬件实现高度自动化，设备与设备之间的信息化，控制层面的智能化都是比亚迪对于“刀片电池”的投入。动力电池市场格局事实上，无论是磷酸铁锂或还是三元锂电池本质上并非绝对意义上的天然对立关系，而是有着各自优缺点的两种不同技术路线产物。早期而言，由于磷酸铁锂电池在续航里程等方面表现不如三元锂电池，在乘用车市场中三元锂电池装车量占据主导地位。随着“刀片电池”在各项性能上与三元锂电池相差无几，未来磷酸铁锂电池在乘用车市场中的占比得到进一步提升将是大概率事件。6月9日，据Automotive News Europe援引知情人士消息称，比亚迪和捷豹路虎正在洽谈动力电池合作计划，一旦双方达成合作，比亚迪将在英国建立首个欧洲电池生产中心。同时，该名消息人士还表示，作为合作计划的一部分，双方也在考察是否要在电驱动技术开发方面开展合作。这也是继福特、丰田之后，又一家国外汽车品牌选择比亚迪在动力电池方面展开合作。此外，在工信部发布的最新一批新车申请目录中显示，国产特斯拉Model3接下来也将开始装配磷酸铁锂电池。不过，宁德时代也没停歇步伐。其在6月10日宣布，将推出新型长寿命电池。该款电池采用自修复长寿命技术，可实现16年超长寿命或200万公里行驶里程，成本较现有电池增加不到10%。从市场角度而言，有竞争才有进步，无论是磷酸铁锂或还是三元锂电池眼下均还不具有互相革对方命的基础。而是基于各自优势拥有各自细分市场，而市场格局则仍旧将以两种技术路线并存的现状延续下去。
来源：界面新闻
重点排查动力电池 重心转向系统安全
6月8日，工信部发布开展新能源汽车安全隐患排查的通知，要求新能源汽车生产企业及动力电池供应商在今年10月底前完成对生产的新能源汽车的安全隐患排查工作。安全问题一直是新能源汽车备受关注的焦点。进入5月以来，连续发生的数起新能源汽车自燃事件，再一次将市场的目光聚焦到新能源汽车的安全问题上来。事实上，作为新能源汽车安全的核心，动力电池的安全技术持续升级，并且已从单体安全转向系统安全，不断“加粗”新能源汽车的安全底线。重点排查动力电池据了解，这次被业界称为“史上最严”的排查，重点是对已售车辆、库存车辆的防水保护、高压线束、车辆碰撞、车载动力电池、车载充电装置、电池箱、机械部件和易损件开展安全隐患排查工作，并根据车辆实际情况，采取有效技术手段，降低车辆起火风险。从工信部发布的新能源汽车安全排查工作检查参考表来看，此次安全隐患排查主要内容就是动力电池部分，其中包含外观检查、软件诊断、气密性检测、开箱检查及换件等。事实上，进入5月以来，政策层面在新能源汽车安全方面的力度不断加大。5月上旬，工信部组织制定的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》三项强制性国家标准正式发布，并将于2021年1月1日起开始实施。据了解，这三项强制性标准以我国原有推荐性国家标准为基础，与我国牵头制定的联合国电动汽车安全全球技术法规全面接轨，进一步提高和优化了对电动汽车整车和动力电池产品的安全技术要求。5月26日，工信部又专门召开会议加强新能源汽车国家标准的执行，要求所有新能源汽车产品均符合国家标准。这些政策对于新能源汽车车用动力电池的安全问题强调的最为突出。在优化电池单体、模组安全要求的同时，重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求等。试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。电池安全不断升级针对电池安全问题，各新能源汽车厂家和电池生产企业一直在不断地进行探索和尝试，通过不同的技术路线、不同的产品等，不断提高车用动力电池的安全性。目前，在动力电池领域占主流地位的是磷酸铁锂电池和三元电池，其余如钛酸锂、锰酸锂等也有一定应用，而包括固态电池、镁电池、无钴电池、氢燃料电池等一些新体系电池也处于研发或探索阶段。技术路线是市场和用户的共同选择。由于新能源汽车应用领域广、应用场景多，对动力电池的需求也是多元的。铁锂电池是我国的特色，具备高安全、长寿命等特性，主要在电动客车、物流车等商用车领域应用。而三元电池能量密度高，可有效解决私家车用户的里程焦虑，目前已经成为全球新能源乘用车的主流方案。正因为如此，众多整车企业和电池生产企业基本都保持着各种技术路线并行前进的状态。在铁锂电池、三元电池大批量投入市场的同时，其他技术路线的预研和技术储备同时进行。以目前国内车用动力电池市场占有量最高的宁德时代为例，其三元电池和铁锂电池的生产和销售均处在行业前列，并保持着对其他电池技术路线的技术优势。随着研发投入的不断加大，各种电池技术路线也在不断升级，补齐短板。针对铁锂电池能量密度低的弱点，比亚迪推出了刀片电池，通过结构的变化使同体积铁锂电池的能量有了大幅提升。而针对三元电池稳定性低的问题，宁德时代经过多年研发，独创了“控短路”安全技术。在三元电池遭受针刺等外部金属异物猛烈穿刺或冲击而进入电池内部的情况下，也能保证不发生大电流内短路，从而不引发电池热失控。2017年，宁德时代针对某欧洲车企提出的能通过针刺测试的高能量密度三元电池单体技术的要求，在全球率先攻克了高能量密度三元电池针刺问题，并由客户送到德国莱茵TUV检测认证。报告结果显示，在针刺实验中，三元电池实现了不起火、不爆炸，电池温度也只有35.1℃。宁德时代的最新消息显示，其已经研发出一种使用年限长达16年，行驶里程达到200万公里的电池，并且随时可以投入市场，价格只比目前电动车的电池贵10%左右。而目前一般电动汽车中所使用电池行驶里程只有约24万公里，使用年限仅为8年。随着国内企业电池技术的不断提升，更多国际品牌开始选择国产电池。目前，宁德时代已经与特斯拉达成合作，为其上海工厂生产的Model 3汽车提供电池。此外，宁德时代与宝马、奥迪和保时捷也一直进行着合作。重心转向系统安全在动力电池技术不断升级的同时，新能源汽车的安全重心也由电池技术安全逐渐转向系统安全。我国车用动力电池安全标准已经经历了多次的升级和规范：2006年首次发布行业标准时，新能源汽车产业尚处于培育期，因此主要参考的是消费电子锂电池测试要求；2015年再次发布新的行业标准时，已经积累了10年的研发示范经验，在单体、模块测试基础上，增加了电池系统层级安全要求，对引导系统集成开发起到重要作用。近两年，我国新能源汽车产业取得了举世瞩目的成绩，中国也被欧美日等发达国家邀请主导电动汽车安全全球技术法规中的动力电池部分，并形成了强制性安全标准体系。该标准强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求，模拟了外部火烧、机械冲击、湿热循环、振动泡水、过温过充等实际场景。单体针刺测试作为独立项目，在该标准中被正式取消，仅作为单体热失控的触发条件，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。也就是说，针刺是否通过已不重要，关键要看单体热失控后，系统是否可以控制热失控的蔓延，为各类电池的安全应用设定了基本门槛。对此，众多业内专家表示，动力电池安全标准已经从单体安全转向强调电池的整体、系统性安全。电池的安全贯穿在整个使用过程中，是一项系统工程，包括电池的单体设计、系统集成、动态监控和系统防护等，确保产品在生命周期的每一个阶段都是安全的，从实际意义上真正提高电池的安全性能。清华大学教授、清华大学汽车研究所所长陈全世曾经是国家电动汽车标准委员会副主任，参与中国几乎所有电动汽车标准的制定。他表示，穿刺测试一直存在争议，对于是否应该有这个测试标准发生过激烈的争论，在目前的标准中成了一个非必选项。随着“新基建”的加速推进，中国新能源汽车产业正站在一个新的风口之上。而这也必将推进包括动力电池在内的相关产业的飞速发展。安全，特别是电池安全，作为新能源汽车产业首要的问题，也将成为未来推动新能源汽车和电池产业发展的重要动力。
来源：经济参考报
“蜂窝”电池重新定义电动车安全
目前，基于圆形21700三元电池,开发应用灌封胶,“蜂窝”电池已突破能量密度达240wh/kg的三元热失安全，并向255Wh/kg能量密度探索。热失控安全是当下高比能电池及长里程电动车产业化必须解决的核心命题，既然单个电芯发热不能完全杜绝，一旦电芯发生热失控，如何解决电池包及整车的安全难题，是摆在车企及电池企业面前的关卡。6月10日，高工锂电、高工产研主办的第十三届高工锂电产业峰会隆重举行，本届峰会由利元亨总冠名，主题为“市场分野与产业裂变”，现场超700位企业高层共同就2020年动力电池产业趋势与变革进行深度探讨。在思客琦冠名的开幕专场，江淮新能源电池系统部技术总监秦李伟发表“蜂窝电池——重新定义电动车安全”主题演讲。蜂窝电池的结构原理，是采用蜂巢结构的仿生设计，通过电池包内所有电芯360°包覆轻量化自流平导热胶，实现单元化管理。秦李伟表示，十年时间,江淮汽车选择了圆形电池技术路线，蜂窝电池技术历经机理探索、迭代开发、技术固化三个阶段。目前，基于圆形21700三元电池,开发应用灌封胶,“蜂窝”电池已突破能量密度达240wh/kg的三元热失安全，并向255Wh/kg能量密度探索。同时，基于圆柱电池，江淮也建立了五层级电池热失控安全开发流程，从电芯、模组、简易电池包、电池包、整车层面，确保热失控安全开发全面性。“近万次的电芯爆炸试验，验证蜂窝电池安全技术可以实现一颗电芯爆炸，电池包不起火、不爆炸。”秦李伟强调，实车也实证了“蜂窝”电池热失控安全技术的有效保障。截止2020年4月，6000万只圆形电芯四年使用,累计监控识别6例电芯爆炸故障车辆,及时处理杜 绝失效电芯继续使用带来的安全问题,实车实证了“蜂窝”电池热失控安全技术可有效解决电池热 失控安全难题,重新定义电动车安全。基于圆形电池，建立五层级电池热失控安全开发流程，确保热失控安全开发全面性。第一层级：电芯，江淮联合供应商设计电芯壳体材质、厚度、正负极防爆压力、壳体生产的拉伸工艺控 制等技术方案,实现电芯定向爆破,杜绝侧面爆破和壳体局部熔洞。第二层级：模组，通过模组电隔离与热隔绝方案实现单个电芯爆喷后能量释放受控；第三层级：简易电池包，通过模组防护、电 池包排气路径设计,实现相邻模组间安全隔离；第四层级：电池包，通过车身一体化高强度电池壳体及底部防护设计，确保整车极端工况下,电池包结构安全可靠；第五层级：整车，通过整车一体化热管理系统设计、整车控制系统设计,实时监测电池包安全状态,电芯爆喷后可立即开启冷却系统，降低电池包温度。同时向远程监控系统上报电池故障，不引发整车失火，确保车辆和人员的绝对安全。秦李伟认为，圆柱电芯+蜂窝电池技术方案，可实现高比能三元电池电动车高安全、高续航。近期，三项电动汽车强制性国家标准正式发布，特别是《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准增加了电池系统热扩散的相关要求。江淮也在新国标发布的两周内完成2020年最新推出的iEVA50、iC5及iEV6E三款电动车的电池包热失控安全验证，均实现点爆一颗电芯，电池模组不发生热扩散，电池包不失控。
来源：高工锂电
