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电池技术专家黄学杰——十年后固态电池将促进电动汽车普及

时间:2019-06-19 09:21来源:广州日报 作者:阮元元、王纳
点击: 次
       今年以来，国内蔚来、特斯拉等知名品牌电动汽车安全事故频发。6月17日，工信部发布《关于开展新能源汽车安全隐患排查工作的通知》（以下简称《通知》），《通知》表示，对发生起火燃烧事故的车辆，企业应及时开展事故调查；对隐瞒不报或不配合开展事故调查的行为将予以处罚；确实存在产品缺陷的，生产企业应当主动向主管部门备案召回。
 
       中国电池工业协会副理事长、中国科学院物理研究所研究员、博士生导师黄学杰详细解释了关于电动汽车电池的安全与未来。
 
       6月17日，广东省重点布局的首批4家省实验室之一松山湖材料实验室在东莞动工，目前该实验室正重点推进锂离子电池新材料研究和中试，这一项目未来将使汽车动力电池的续航能力提升40%、成本下降30%。松山湖材料实验室副主任、实验室产业化委员会主任黄学杰也担任该锂离子电池新材料研究和中试线建设项目负责人。
 
哪些情况会引发电动汽车自燃？
 
       记者：请问有哪些原因会引发新能源电动车突发自燃？
 
       黄学杰：虽然线路老化、破损和车内放置易燃物品会容易引起短路和触发自燃，但电动汽车自燃的主要原因是因为电池热失控转为热蔓延造成。
 
       电池里有正负极、电解液和隔膜，可燃材料很多。触发电池自燃的原因包括外部短路或内部短路。有了外伤，比如碰撞导致电池包损坏或者电池包之外的线路短路等；电池制造缺陷引起的内部短路，车子充电时暂时好像没有问题，但内部已经出现了微短路，一段时间之后可能就会烧起来；电池过充电时，导致温度加速上升引发热失控自燃。
 
       还有一种情况是电池管理系统出现问题导致电池过热，隔膜融化导致电池内部短路，进而引发电芯热失控。
 
       国家是按照电动汽车的续航里程和电池包比能量来划分补贴，也会导致一些厂商基于补贴利益考虑以及提升自身品牌的宣传力度而忽视了电池包的安全因素，为了提高电池的能量密度安全设计冗余不足，安全隐患也在增加。
 
电池是否使用时间越长越危险？
 
       记者：我发现近期自燃事件有一些共同点，首先都不是新车，都属于旧款且经过了一定里程的使用。能否理解为动力电池使用时间越长越危险？
 
       黄学杰：电动汽车产业还需要更好的电池，大家还在努力中；但在这之前，只能选择一种至少可以让汽车运行的电池，这是个妥协之举。有时电池随着使用时间安全性会降低，是使用过程中出现了低烈度过热、过充电问题或者出现机械损伤和电路故障的情况。
 
哪一种充电模式比较安全？
 
       记者：目前电动车充电，普遍存在快充、慢充和换电池等三种模式，目前比较主流和安全的充电模式是哪种？
 
       黄学杰：电动车快充、慢充接口对应直流、交流接口。一般情况下，应尽量使用慢充，只有在紧急需要时，才使用快充方式。因为快充对于电池的要求非常高，大电流充电会导致电池组温度升高，电池衰减也会快一些。
 
       电动汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，对电动汽车提供电池更换服务，此模式可以解决充电时间过长的问题。
 
       但现阶段尚处于发展初期，投资大，运营费用高，与换电模式相配套的标准体系尚未建立，就目前的技术水平和相关法律、商业模式配套而言，还不足以支撑该模式的大规模应用。
 
 
电动车电池广泛使用会加剧环境污染吗？
 
       记者：国内外电动车目前使用的主要是哪几种不同技术类别的锂电池？回收环节存在哪些问题？
 
       黄学杰：电池制造过程中不可避免产生了碳排放，而且能源供应不完善，但电动车目前的污染水平低于内燃机。在电池生产方面，人们已经有了一些经验，从源头到生产都能控制污染，提高环保水平。
 
       但电池有使用寿命，到了报废的时候，电池中很多化学物质需要处理,对于废弃电池的处理才刚刚起步。这个问题肯定需要解决，这是生产者的责任之一。需要提升电池的循环寿命实现梯级利用，发展更高效的拆解回收技术，通过循环利用减少对新材料的开采需求，提升环境效益。
 
我国的电动车电池制造技术如何？
 
       记者：我国的电动车电池制造技术如何？
 
       黄学杰：国外主流动力电池企业和国内部分技术领先企业得益于自动化生产技术、工艺装备和质量控制水平，特别是自动化控制技术、智能化无人制造工厂等能够保证制造出高品质高水平的动力电池产品。
 
       但是我国还有不少锂离子电池企业的生产过程还处于单机自动化和局部信息共享的阶段，制约了产品质量的进一步提升。
 
       近年来，我国在动力电池生产制造技术及装备方面有了长足的进步，基本掌握了动力电池装备的核心技术，单机自动化方面取得了较好的进展，极片生产和化成设备方面缩小了与国际先进水平的差距，在卷绕变形控制、无偏差组装、激光切割及焊接等某些单项技术方面具备了国际领先的水平，少数企业开始自动化生产线的设计。
 
电池有辐射吗？
 
       记者：动力电池是否存在辐射等安全隐患？
 
       黄学杰：不会，电池不存在辐射问题。
 
       记者：石墨烯、黑磷这些新材料用来制作电极，会对电池技术产生重大的变革吗？
 
       黄学杰：新型的电极材料有很多人在研究，石墨烯有用在正极里作为导电添加剂材料，一般添加量低于百分之一，黑磷等也作为负极材料有人研究，但未见到应用的可能性。
 
       而氢燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，可满足特定车型和特定场景的应用要求，将对电动车动力形成有效的补充。
 
       电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。如今电动汽车的续航，不管是动力电池的能量密度还是充电技术，在这几年都得到了很大的发展。相信，随着规模化效应之后，三电技术和成本都会有一个质的飞跃。至2030年，比能量倍增的固态电池将会商业化，电动汽车的普及将会更加顺畅。
 
自燃事故给电动车行业带来哪些警示？
 
       记者：自燃事故给电动车行业带来哪些警示？
 
       黄学杰：与传统燃油车相比，电动汽车的成熟程度还不够，市场化过程目前还面临一些瓶颈，动力电池是电动汽车关键核心部件之一，我们应紧紧依靠先进技术来破解电池成本高、安全可靠性不足和使用不便捷的问题。
 
    安全性不仅仅是业内来努力开发安全性高的电池与系统产品，还要通过远程运行数据监控、充电监控及保养服务等提升电动汽车使用的可靠性与安全性，避免由于维护、改进不及时或滥用情况而出现安全性与可靠性事故。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 固态电池 电动汽车 电池技术 黄学杰
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