一周三起电动汽车起火动力锂电池安全性问题异常突出

2022-11-04      634 次浏览

一周之内发生三起新能源汽车起火事故,背后暴露的问题是当前电池企业和主机厂都在追求更高的能量密度以获得更多的补贴,却忽视了动力电池最根本的安全属性。


8月25日,新兴造车势力威马汽车的一辆威马EX5电动车突然起火自燃,威马汽车随即发布声明称该车是“一辆经过多轮破坏性试验的报废早期试装车”,并解释称是因员工违规“强行通电导致短路,从而引发了电池包自燃”,并提到电池供应商为谷神能源,后续将全部更换采用其他电池。


但谷神能源随即作出回应表示不背这个黑锅,称发生起火的动力电池是另一家电池企业供应,与谷神能源无关。


8月26日,铜陵市一辆纯电动公交车在行驶过程中突然传出爆裂声并着火,据称起火原因为电池故障,车辆来自安凯客车,车身上有沃特玛创新联盟的字样,电池供应商直指沃特玛。


铜陵市政府官方网站披露了后续调查详细报告:经检查判断,具体原因为因电池故障,电池液外漏,产生酸性气体,致使电池舱压力过大,安全阀不能及时打开,导致电池舱爆裂,产生短时明火,舱内自动灭火开启,大量干粉压力推向高温电池舱,产生短时接触的爆炸声和大量烟雾。


而在2017年的5月1日,北京蟹岛度假村停车场发生一起电动大巴起火事故,89辆纯电动大巴起火燃烧,是安凯客车于2014年至2015年生产的型号为HFF6111K10EV的纯电动客车。


8月31日,广州一辆纯电动轿车当街起火自燃,事故没有造成人身伤亡。起火车型为力帆汽车生产的全新纯电动产品650EV。


力帆汽车作出回应称,着火后,力帆股份第一时间派技术和质量工程师到达现场,经实地勘察,及对车辆的检测,初步判定车辆电池着火的原因为:广州连日暴雨,此车辆被雨水浸泡超过2小时,导致电池微渗漏。浸泡后,客户未主动与服务站联系检测,此后在客户用车时,因电芯短路,引发电池着火。


很显然,新能源汽车起火事故的案例正在逐渐增长,而在近期内接连发生多起起火事故表明,动力电池的安全性问题异常突出。


高工锂电不完全统计,自2018年以来,国内外发生的电动车起火事故超过30起,事故范围涉及到乘用车、客车、物流车等不同车型。梳理分析上述电动车起火背后的原因,大部分最终都指向了动力电池,或者因为电池的漏液,或者因为电池高温,或者因为过充。既有电池本身环节的质量问题,也有使用环节的不当操作。


客观来看,今年一系列的新能源汽车起火事故除了人为纵火和汽车碰撞引发的之外,绝大部分都与动力电池有关。其中,在补贴金额与能量密度直接挂钩的倒逼形式之下,主机厂和电池厂为了获得更多的补贴,纷纷推出了更高续航里程的车型和更高能量密度的动力电池。为了达到能量密度的要求,不少企业正在忽视对于电池安全的防范和控制。要知道,动力电池产品的成熟本身就需要有个充分验证的过程,而不合理的政策调整必然会导致企业产品缺乏足够的时间进行测试就装配上路,这就导致了一些技术不成熟,产品质量不过关的产品被快速推向市场,进而提高了新能源汽车起火的风险。


一系列的新能源汽车起火事故给动力电池行业敲响了警钟,如果动力电池企业以及上下游企业再不重视这个问题,一旦发生严重的人员伤亡事故,必然会对整个新能源汽车行业产生严重的打击,其后果是任何一个锂电企业都难以承受的。


下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。


1、电池质量不达标通用推迟在华电动车生产计划


8月30日,通用汽车公司计划在中国市场增加电动汽车产量的计划遇阻,因这家汽车生产商认定原本打算使用的中国产电池在测试时未能达到其自身性能及安全标准。通用汽车原本计划下个月启动插电式混合动力版别克Velite6的生产,这款汽车是本土版的Volt。纯电动版则定于明年初投入生产。


据一位知情人士透露,内部测试显示,由A123Systems提供的电池未能达到通用汽车自身质量标准,令上述生产计划被推迟。电动汽车电池是非常复杂的配件,无法轻易更换,这意味着Velite6的投产时间将面临长时间推迟。


点评:与中国一系列的新能源汽车起火事故相比,通用因中国生产的动力电池质量不达标而推迟其电动汽车量产推广计划,显示出国际车企对于电动汽车尤其是动力电池安全性的重视程度远高于中国企业。同时也表明国产动力电池在产品质量方面与国际车企的标准还有一定的差距,在这种情况下大规模量产应用,其结果就是起火事故不断,打击消费者对电动汽车的信心。


2、菲斯克将量产固态锂电池


8月28日晚间,据外媒报道,菲斯克(Fisker)日前宣称其自主研发的固态锂离子电池将于未来数月内开始量产。这款电池有具备充电短、续航长的特点,未来很可能搭载在特斯拉ModelS的直接对手——电动跑车FiskerEMotion上,使FiskerEMotion在快充模式下能够具备充电9分钟,续航125英里(约201公里)的能力。


菲斯克(Fisker)公司早在2017年底就申请了这项固态锂离子电池的技术专利。该固态锂离子电池的主要特点是采用了太阳能电池制造所采用的薄膜技术,外加使用了新的制造工艺,使得电池的电芯内部存在多个堆积层,其表面积达到了常规电芯的27倍,而电池的能量密度达到了传统锂离子电池的2倍多,由此带来的即是充电时间的大大缩短以及续航里程的大幅提高。


点评:事实上,固态锂电池不是新技术但一直无法商业化应用,其最主要的原因就是固态锂电池的技术当前还不成熟,固态锂电池所使用的材料也不成熟,因此尽管固态锂电池拥有能量密度高、快充、高安全等特点,但对车企而言依然是镜花水月。事实上,当前固态锂电池还处于实验室阶段,离真正的量产应用还有很长的距离。


3、武汉大学研发高安全不燃电解液


锂电池热失控的诱发原因主要是高温导致正负极活性物质热分解,进而导致电解液的氧化分解。在发生热失控时,电解液是影响锂离子电池安全性的重要因素,因此人们尝试开发了多款不燃电解液,例如离子液体、氟化溶剂电解液等,但是因为成本等因素这些电解液始终没有得到广泛的应用。


近年来兴起的全固态电解质也是解决这一问题的一种途径,但是因为离子电导率低、界面接触差等问题,全固态电解质仍然处在实验室阶段。


对此,武汉大学的ZiqiZeng(第一作者)和KeeSungHan(通讯作者)、Ji-GuangZhang(通讯作者)提出了一种高Li/溶剂摩尔比(1:2)的磷酸酯类电解液,由于电解液中的大部分溶剂分子与Li+形成溶剂化结构,从而抑制了溶剂分子与石墨负极的副反应的发生,从而极大的提高了锂离子电池的库伦效率(18650电池库伦效率可达99.7%)和循环寿命。


ZiqiZeng通过采用高Li/溶剂摩尔比,提高了溶剂分子的溶剂化比例,从而极大的提高了磷酸酯类电解液在石墨负极表面的稳定性,提升了充放电库伦效率和循环性能,使得磷酸酯类电解液具有了与碳酸酯类电解液相媲美的性能,同时磷酸酯类电解液的不燃特性也大大提高了锂离子电池的安全属性,帮助锂离子电池顺利通过挤压、针刺和短路试验。


点评:固态电解质是业内认为可以解决锂电池因热失控产生起火问题的关键材料,但经过多念念的研究依然无法攻克固态电解质的相关性能及产业化问题。而该研究提出的磷酸酯类电解液同时具备了固态电解质和液态电解液的一些特性,或将快速实现产业化从而克服锂电池燃烧起火的难题。

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