不过三元锂电池也有其弱点,因其三元材料的高温存储和循环性还有待提高,安全性也一直是企业研究的重点。不过随着技术的进步,似乎这一问题可逐渐得到解决。
一位工厂的技术人员告诉记者:“业内认为三元材料不安全,主要是考虑其稳定性较差,温度必须低于200度,同时穿刺一定会发生燃烧和爆炸。但我们经过多种实验,目前已基本可以解决这一问题。”
据了解,为了提高材料所需要的相关方面的性能,如热稳定性、循环性能或倍率性能等,已经有企业对正极材料进行掺杂改性研究。目前的三元材料采用的是1:1:1的结构,这种三元材料更为稳定和成熟。
北京波士顿电池技术有限公司高级总监马俊峰认为,目前来看,三元材料能量密度高,低温性能达到一定水准,相对其他材料来说是可以量产的。“公司生产的三元锂电池主要提供给乘用车,今年将进入物流车领域,客车未来是众多企业布局的重要市场。”
虽然近年涉足动力电池的企业不断涌出,但实际目前国内规模较大的三元锂电池生产厂商并不多。在位于西安中心21公里的高新产业开发区三星环新工厂内,记者看到,工厂内部基本实现全自动化生产,机器人进行批量操作。
记者了解到,该工厂总占地面积为15万平方米,目前已建的一期厂房为3.7万平方米,是国内目前规模较大的三元锂电池生产基地。三星环新是由三星SDI与安徽环新共同成立,两股东各持股50%,已投资2.8亿元。目前三星环新员工有500名,到2020年,公司计划将员工增至2200名,累计投资6亿美元。去年9月份工厂一期生产线启动后,每年生产4万台纯电动汽车用电池,目前客户包括宇通、福田等。
在这家供货宝马等车企的电池企业,三元锂电池的安全性能已可得到大大提升。目前三元锂电池通过电解液以及特殊的隔膜技术制作,在电池内部短路时隔开短路源,从而明显提高了三元锂电池的安全性能。此外,工厂设立数个阶段的各种安全装置,确保从生产阶段到模块、电池包阶段的安全性。
实际,对于三元锂电池厂商而言,除了在电池材料、电解液、隔膜等的方面提升品质上进行保证,更为重要的是要做好安全设计工作。
安全设计在电池的安全性上起着至关重要的作用。一位电池工厂的负责人介绍,工厂从材料阶段就要使用具有较强耐热性的材料,同时使用当电池内压力增大时自动排放气体的装置、防止电池内电流高于正常范围的装置。另外,厂商需要使用电池过度充电时强制性切断电流的回路等,提高安全性。同时,工厂应对于模块与电池包都进行阻热的装置,并应用MES全自动在线监测,设立安全性评估中心。
而最终的产品还必须通过的环境安全测试项目有压缩、贯穿、过充电、高温、跌落等十几项,以被工厂确保其安全性。这样看来,三元材料的安全性问题似乎并不算突出性问题,反而已经找到解决的途径,而材料亦不是决定电池安全性的唯一标准。
伯坦科技创始人聂亮认为,“安全性”问题正在被放大,实际业界更应该把焦点放在更容易出问题的电池设计、企业监管和产业规模上。
一家大型电池生产厂商负责人告诉记者,目前国内电池生产制造的投资、技术门槛较低,实际真正在安全上达到标准的企业,投资规模应该在千万以上。我国进入这一领域的企业虽然众多,却大多以中小企业为主,且较为分散。“众多投资规模较小的中小企业涌入这个行业,是未来产业发展的隐患。电池产业对安全性要求较高,从材料选择、工艺到设计,都必须严格把控,对企业规模和资金也都有较高的要求,而如若企业为了降低成本,忽略这些环节,则更容易致使新能源汽车在安全性等方面出现大问题。”