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起火频发令人“闻电色变”,切换811电池是福是祸?

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-30  来源:汽车头条

 
    前段时间,多起自燃事件被爆出,电动车的安全问题再次成为汽车行业的焦点,而自燃的始作俑者毫无疑问都是电池。

    无论是特斯拉不回应、不召回、不道歉的“三不政策”,还是蔚来治标不治本的限制充电,都无法从根本上解决电动车电池起火的痛点。

    然而在这样的现状下,无论是电池厂还是主机厂都还在研发更高密度更高续航的产品,“811电池”也成为近一年来在动力电池行业被提及最多的一个名词。

    对于811,目前的舆论呈现两种不同的声音,一种认为811这种目前能量密度最高的电池将持续提高电动车续航,想要突破500公里、600公里甚至更高的续航瓶颈,发展811是不二法门;而另一种则认为,当前的电池包防护技术还不足以保证811这种热稳定性较差的电池,电池厂和主机厂“all in” 811还需慎重。

    那么,811电池,这种能量密度大但稳定性较低的动力电池究竟是魔鬼还是天使,它将为新能源汽车行业带来光明还是阴霾?

    什么是811?

    想要知道什么是811电池,就要先了解目前动力电池两大主流品类:磷酸铁锂电池和三元锂电池。所谓磷酸铁锂和三元锂指的是锂离子动力电池的正极材料。

    顾名思义磷酸铁锂电池即以磷酸铁锂为正极材料的电池,它是相对三元锂电池更早被应用于电动车动力电池的一个品类,优势在于热稳定性好、安全性高以及成本相对低廉,而劣势在于能量密度较低、重量大,在现今市场上使用磷酸铁锂电池很难做出续航很高的产品。

    而三元锂电池主要是指以镍钴锰三种材料为正极的锂离子动力电池,以及特斯拉所使用的出自松下的镍钴铝电池,它的优势是能量密度高,缺点是稳定性低、安全性低,制造成本相对磷酸铁锂电池更高。

    那么,811指的是什么呢?811指的是三元锂电池正极材料中镍钴锰或镍钴铝的配比为8:1:1,因此811电池即三元锂电池中的一个细分类型。目前三元锂电池中被应用较多的为333和523,622已经开始应用处于中期阶段,而811才刚刚起步,虽然已有部分车企已经规划搭载,但正式上市的使用811电池的仅有宝马X1插混车型一款。

    811的优势和劣势

    在上述型号中,第一个数字也就是811中的“8”和523中的“5”是指镍元素的比重,而镍的比重越高电池能量密度就越高,但镍也是金属活性高的元素,因此它的比重越大电池的安全性也就越低。而钴元素在三元锂电池中也起到至关重要的作用,钴元素可以提高电池的稳定性,同时增加电池的循环寿命,但钴的价格是三种元素中最贵的,因此电池“少钴化”是一直以来的趋势。

    据悉,采用811材料生产的三元电芯,单位成本可相比523电芯下降约7%,这算成电池包成本后,综合单位wh成本下降幅度可达8%以上。

    值得一提的是,特斯拉在2013年推出第一款车时就已经使用了松下研发的镍钴铝8:1.5:0.5的三元锂电池,而当时中国新能源汽车普遍都在使用磷酸铁锂电池,这也就是为什么特斯拉的续航里程在多年来都保持绝对领先地位的原因。

    谁在生产811?

    安全是概率事件,但续航是绝对的生命线。当下电动车对于续航能力的硬性要求让高密度的811电池成为大势,虽然目前还没有大规模地投入市场,但多家电池厂都已经完成或开始对811电池的生产和研发。

    2018年,国内三元锂电池装车量达95.67万辆,占动力电池总量的78%,相比2016年的22.63万辆翻了四倍以上,相比2017年的55.87万辆翻了近一倍,而装车占比也比2017年提升量近10个百分点。

    在三元锂电池成为主流的同时,2018年也被称为中国电池的“811元年”,在上表中也可以看到有数家电池厂都是在去年就已经量产811电池,而其它几家在今年或明年量产811的厂家也大多是从去年开始布局研发811电池的。

    在这其中,比克是最早实现811动力电池量产的电池厂,目前动力电池两大巨头宁德时代和比亚迪在811上的动作并不算快,宁德时代在今年实现量产并装车,但比亚迪虽然已宣布811电池已经取得重大进展,但最终量产及应用时间目前仍未公布。

    在这些已经在811方面有实质进展的企业中,还是要说说“老大”宁德时代。虽然它不是最早布局并量产811电池的,但却是第一个将811电池装车的电池厂,而第一款搭载811电池并上市的正是来自于宁德时代最早的合作伙伴——宝马。


    宝马X1插混所用811宁德时代电池包

    在今年3月,宝马X1 PHEV新款车型上市,其搭载了宁德时代提供的811三元锂电池,成为已上市的首款搭载811电池的车型。不过,毕竟X1 PHEV还只是一款插混车型,其电池总容量也只有24kWh,电芯能量密度为280Wh/kg,电池包能量140Wh/kg,三项数据均未达到目前宁德时代的最高水平,且插混车型电池包安全性也要高于纯电车型,因此X1 PHEV里程升级版对于宁德的811而言,似乎有着类似于“先行小队”的意义,而待使用811电池的纯电车型正式上市之时,811的时代才算正式开启。

    811纯电车,谁拔头筹?

    2019年以来,陆续有主机厂表示未来的新能源车型将搭载811电池,从吉利几何A到广汽传祺AionS,再到上海车展上亮相的众多造车新势力,811将成为新能源军备竞赛的又一大战场。但从目前来看,还没有任何一辆使用811电池的纯电车型实现交付,谁将拔得头筹拭目以待。

    从目前来看,能够实际应用的811电池主要出自宁德时代和比克两家电池厂,而使用宁德时代811电池的广汽传祺Aion S和几何A的高续航版本上市在即,除了这两款出自传统主机厂的产品外,其余确定使用811电池的车型均来自造车新势力。在这方面,更专注新能源且没有江山可守的新势力们似乎更大胆更能放开手脚,而传统车企恐怕会有更多顾忌。

    安全性如何提升?

    无论是从消费需求还是政策推动方面来看,高密度高续航都是新能源汽车不可逆的发展方向,那么在这样的前提下,提升电池安全、针对811电池包开发更为先进的安全技术也就成为电池厂和主机厂必答题。

    在技术方面,中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高曾就高镍动力电池的安全问题进行过详尽的分析,他认为提高高镍电池的安全性目前主要有三个技术途径。

    首先是电池包和正极材料的进一步研究,例如用单晶颗粒来替代多晶的正极材料,电池的热稳定性和安全性都能得到一定的改善。

    其次,就是对热蔓延进行阻隔,即在主导传热的路径上加隔热材料,形成“防火墙”的效果,而这种技术已经在使用811电池的宝马X1 PHEV上有所应用。

    第三个方面就是对被称为“电池癌症”的热失控的管理,目前宁德时代在这方面已经可以实现提前15分钟将可能引发热失控的内短路预警出来。

    头条说:从目前来看,811电池以成为动力电池的主要趋势,而已经投产811的电池厂和将要使用811的电动车都远不止本文表格中所列举的这些,作为近十年来发展最为快速的行业之一,动力电池从能量密度到安全性耐用性在短短几年内实现了巨大幅度的提升。因此,虽然现在的811还没有达到最为成熟的状态,但动力电池行业发展速度能够在811身上得到更好的展现,更高性能、更加可靠的动力电池也会在快速的迭代中呈现在市场面前。
 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的行业性、非营利性的社会组织,主管部门为工业和信息化部。协会成立于1989年12月,现有460多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、电池设备分会、动力电池应用分会等十个分支机构。
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