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未来已来?811三元电池时代的另一种解读

   日期:2019-09-27     来源:电池联盟    浏览:1858    评论:0    
导读:有研究报告表明,811三元电池在全球的市场份额正在逐步增加,日渐普及。

(来源:微信公众号“电池联盟” ID:zgcbcu 作者:子蕊)

据外媒近日报道,LG化学公司已开始在中国南京的工厂大规模生产特斯拉Model 3使用的NCM 811电池。Model 3将是第一款使用该类型电池的轿车型号。而在与特斯拉签订合同之前,LG化学已经将其811三元电池用于电动大巴车。有业内人士认为,选择 811三元电池可保证Model 3续航里程的最大化。

有研究报告表明,811三元电池在全球的市场份额正在逐步增加,日渐普及。在中国市场,811三元电池市场份额已达4%。目前国内蔚来ES6、2020款小鹏G3、合众U等都采用了宁德时代的811电池;国外方面,大众曾表示,2021年起,将使用811电池。

811三元电池的“AB面”

先来了解一下什么是811。这三个数字指的是三元锂电池当中镍、钴、锰三种金属材料的比例,之前还有“523”、“622”等比例。811电池算得上三元锂电池中的“高配版本”。镍的比重越高电池能量密度就越高,但随着镍比重的增大,电池的安全性也就越低。而钴元素可以提高电池的稳定性,以及增加电池的循环寿命,但它的价格是三种元素中最贵的。

A面:镍的成分高代表着反应活跃,电池释放的“能量”也多,并且在同等容量下带来更多的能量密度。众多车企之所以选择811电池的一个很大原因,就是因为该电池能够在同等电池容量的情况下,带来更高的能量密度、更长的续航里程。

B面:811三元电池的元素配比决定了其在能量密度极高的同时,也带来了安全上的风险。因为在能量密度和续航里程都要求较高的前提下,安全会先被忽略。

一直以来,811三元电池安全与续航的不平衡都是业内争论的焦点。

安全性遭质疑

同样的电池容量,能够带来更高的能量密度和更长的续航里程,让811电池成为众多车企及造车新势力的追捧对象。但由此带来的安全隐患也导致了电动车起火事件频发。据不完全统计,截至目前,2019年已发生20多起新能源汽车起火事件,让消费者对于新能源汽车的安全性产生怀疑。“虽然811三元电池的能量密度高,但是如果安全问题得不到解决,也没有人会敢用。”业内相关专家表示。

一般来说,对于安全性要求比较高的车型(比如电动大客车),其电池组很少用三元材料电池。因为要进行强检,必须做的测试项目是热失控测试,而三元材料的电池无法通过检测。乘用车的电池组不做这项热失控试验,原因是通不过测试。

为了提高电池的续航里程,很多企业都在增加电池组的带电量,用低电量走更多距离,由此带来一系列问题。毕竟电池系统的空间有限,想要提高电池的能量密度,就要把材料潜力发挥到最大,安全性和寿命无法得到保证。

如何保证稳定性控制热失效?

保证811三元电池的安全性主要是解决它稳定性差和热失控的问题。

第一,合理的设计和布局是811三元电池保证电芯热稳定的前提。电芯排列设计合理,能有效避免电芯内部发生结晶、穿刺、油液渗漏等问题。此外,在电芯布局时为膨胀留有空隙,可有效预防电芯内部发生膨胀。

第二,更高效的电池恒温系统。例如,合众U使用的是液冷冷却系统系统,可以保证电池包内部恒温,温度差不大于3℃。该电池恒温系统寒冷环境下迅速加温,炎热环境下迅速降温。据悉,合众U电池包从-30℃加热到15℃需0.7小时,而从55℃降至35℃需0.5小时,且恒温系统能耗控制在5%以下。

小结:电池技术发展的脚步不会停止。811三元电池能量密度相对更高,并且能够很好地平衡续航与成本,或许会成为电动汽车电池的首选。发展811电池也将成为未来的市场趋势。当然,在重视能量密度提升的同时,也不能忽视电池的安全性和循环次数,对锂电池材料的匹配、电池模块结构、电池系统集成,以及充电方法等方面进行改进。 
 

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