新能源汽车动力电池上演“三国杀”

    近两年来，随着新能源汽车产业的迅猛发展，作为新能源汽车的“心脏”，动力电池技术炙手可热、备受关注，大有“得技术者得天下”的意味。在动力电池主战场上，三元锂电池、磷酸铁锂、钛酸锂上演的“三国杀”，尤其引人关注。其中，具有空心环型结构的钛酸锂材料技术成为资本竞相角逐的“香饽饽”。

    热闹的表象后面，事情的本真到底怎样?让我们追本溯源，寻求答案。

    目前国内主流的客车用动力电池普遍采用三元锂和磷酸铁锂电池，三元锂电池由于安全性问题被“暂时叫停”，未来前景扑朔迷离；磷酸铁锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜以及电解液组成。作为一个化学电源体系，在设计的工作条件范围内一般不容易发生自燃等安全事故，但锂离子电池负极主要采用石墨材料，过充电时易析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能；同时易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大。这就使得现在绝大多数电动汽车“不敢”进行快充快放，而只能采用慢充的形式，严重制约了车辆运行效率，给电动汽车的推广普及带来了不小的障碍。

    而钛酸锂作为锂离子电池负极材料，可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池，此外，它还可以用作正极，与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂离子二次电池。钛酸锂电池可以实现6分钟快充满电、循环次数可达2.5万次以上，这在经济性上明显优于传统的磷酸铁锂电池。传统锂离子电池在160摄氏度环境下就会发生严重故障，而钛酸锂电池在240摄氏度高温下仍能平稳工作并无过热现象，其安全性也不亚于稀土电池。

    “安全性问题，将成为影响电动汽车健康发展与成败的重要问题。发展新能源汽车要坚持安全第一的思想，发展速度要以安全为前提。如果做不到安全，宁可把速度放慢一点。”科技部电动汽车重大项目监理专家组组长王秉刚直言，电动车发生的个别安全事故，是因为“低质量的电芯、很粗糙的电池系统设计、整车防护不足。

    国联汽车动力电池研究院院长卢世刚指出，单体电池起火和比能量关联度较高（参与电极反应的单位质量的电极材料，放出电能的大小称为该电池的比能量）。当电池比能量超150瓦时/千克时，起火的概率比较高。在此条件下，三元材料与磷酸铁锂电池相比，能量高也更易出现火灾类似事故。

     “提高电池比能量是一把双刃剑，企业要有清晰的认识，在开发过程中要把握一定的尺度，做到适可而止。”三元材料发生风险的可能性有多大？卢世刚称，如果用磷酸铁锂和三元材料相比，在单体电池出现热失控的情况下，磷酸铁锂是冒烟，三元材料是着火。此时，如果系统保护功能失效、绝缘失效、机械控制失效，都会产生安全事件，“所以系统可靠性是保证电池安全性的重要因素”。<