量产版的811三元锂离子电池安全嘛?


在2019年,电动汽车迎来了全面发展时期。电动汽车的产业化发展走向了多极化发展阶段。很多主流品牌不断推陈出新,将智能辅助驾驶系统、智能互联多媒体系统、主动安全系统以及更高密度电池和更大续航能力等核心配置植入到高配版车型中。这就使得很多新上市车型综合补贴后的售价高达20万左右。而其中以811电池作为动力源引领众多新款中高级车型以更高的价格上市销售。那么在这种环境下,车辆用电负荷不断提升,车辆的动力电池在可靠、安全以及循环能力方面要求不断提升, 作为三元811电池来说,被厂家接受,甚至提前量产不失为一种抢占技术制高点的市场行为。那么这种被很多厂家寄予厚望的811电池到底安不安全呢?

811三元锂离子电池组可能让普通消费者感觉技术高深,不理解是什么意思。其实作为锂离子电池来说,由正负极、电解液、隔膜构成。那么其中正极材质的构成也就是我们锂离子电池的前缀名。有的叫三元、有的叫磷酸铁锂、有的叫锰酸锂、有的叫钴酸锂等。那么其中三元锂电池的能量密度最高,所以应用最为广泛。

三元锂电中日系牢牢把控NCA核心技术,国内普遍发展NCM

对于三元锂离子电池来说,目前量产化最高的分为两种,一种是正极材料为镍钴铝,另一种就是国内普遍采用的镍钴锰。两种材质制作的三元电池正极各有不同。但是镍钴铝三元电池能量密度更高,电池组的体积更小,但是对于正极的封装工艺以及电池容量把控技术要求非常高,而且电芯的制作工艺要求也是十分严格,成本居高不下,而且采用镍钴铝材质的三元电池还要进行精准的控温,保证单体电芯能够在合理的温度内安全运行。否则将会出现不可逆的热失控事件,目前特斯拉就是最好的例子。

镍钴锰电池内的锰元素可以中和钴元素的超强活性,有效的保障了电池安全,但是电池的密度却降低了不少,导致目前镍钴锰电池的续航表现不如镍钴铝电池。但好处是,含锰三元体系热稳定性更佳,同时镍含量比例较少,因而作为动力电池更为安全。

NCM811电池密度并没有宣传的那么高,成组后的优势并不明显

当三元电池的正极材料中镍元素的含量高达80%的时候,此时NCM电池的能量密度在250Wh/kg左右,相对于目前的523、622的能量密度高出不少,那么能量密度的提高之后,成组后也能够达到180~230Wh/kg之间,这个比例相当高了,当然应对NCA时,能量密度还是有一些差距的。而NCA能量密度这么高,国内的一些主流电池企业应对NCA时,仍然底气不足,这这要是由于NCA的配比精度,以及在粉料颗粒的直径,以及振实密度的高低都关系到电芯容量,而在电压均衡方面以及监测能力和BMS控制精度和智能控温能力方面都存在很大差距,所以在NCA方面,国内很多电池厂家并不会染指这一领域。

811电池安全性成为各界关注的焦点,安全还需首批车主去亲自试验

作为国内NCM811电池来说,装配量产车已经下线并且正式交付。那么对于厂家来说,高续航能力以及侵占车内空间少,轻量化设计能力提高,车辆的操控能力以及通过性都得到显著提高,对于汽车来说是件好事。但是对于用户来说,安全的问题已经悄然成为搭载NCM811电池组的头号问题。

虽然NCM811的技术已经成熟,但是应用到量产车上还是首次。而我国的汽车使用层次以及使用效率和使用环境和汽车成熟国家并不相同。我们国家的汽车使用用户多集中于一二三线城市,而对于搭载811电池的高版本的电动汽车更是集中于一二线城市的高端用户。那么用户的使用环境可能只是上下班代步或者固定的环境使用,所以电池组在运行过程中长期处于单一的环境下运行,难免会出现各种各样的情况发生,也许是监测不到位,也许是控温效果无法及时有效的进行控温,也许是单体电芯长期受到不均衡待遇造成长期电压告警,又或者是电芯的均衡无法做到一致,还有一种可能就是长期在低温或者高温高湿等极端环境下行驶,给车辆造成很大的影响。这就会给车辆带来很大考验,而电池组也会受到不同程度的影响。这就是很多品牌车型在实验室或者试车场环境下跑几十万公里没有问题,一上市就出现了大问题一样。

如何提高NCM811电池组的相对安全呢?

对于提高镍元素含量后电芯稳定性差以及容易出现热失控等问题。笔者认为,通过对正极材料配比精度和振实密度的提高,来降低单体电芯的容量参差不齐的问题,另外调节电解液的配比材料,改善隔膜的输电能力,通过变革来提升单体电芯的自身储电和循环能力。在BMS管理系统领域,根据811电池的产品特性,有针对性的进行电芯级监控和管控的升级,将单体电芯的电压、电流以及温度等做到实时监控。另外在温控方面,进行温度动态监控,时刻监测电芯的安全问题。另外在温控传感器,以及电压、电流传感器等方面要使用更安全,更耐用,更精准的传感器,提高电池的监控能力。

NCM811安全性存疑,可能短时间内无法出现电池问题,但是一旦出现问题将会是灾难性的,这是我们无法规避的问题,其实对于在物理硬件方面,无论是电芯、模组、温控系统以及各种类型的传感器来说,这些配套件的单独测试下都是符合国标,有的甚至高于国标的,但是当我们把他们组合到一起,承受接近负荷上线或者都在负荷警戒线附近工作时,长此以往设备配套件将会出现各种各样的问题,也许是接触不良,也许是数据短缺,但是对于电池组来说是致命的。而NCM811对于电芯的容量要求,电芯的均衡能力,BMS的监测能力,以及SOC的纠错能力以及模组的控温强度等都提出了更高的要求,还有单体电芯的工作强度,以及各个配套件的配合程度,都在一定程度上决定了模组的使用强度,所以NCM811对于研发生产层面,装配工艺,研发设计,以及监控能力都提出了更高的要求,所以在当前市场条件下,NCM811的可靠性还有待进一步市场验证,暂时无法得到有效且可靠的数据验证。

编辑总结:通过对811电池的简单描述,我们可以看出当前采用811电池组的量产车型即将面临首个冬季的首测。这款车到底怎么样呢?这个冬天我们将为大家揭开这个安全的谜团。


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