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    特斯拉的電池日有亮點也有疑慮

    來源:http://www.gzybrs.com/ │ 發表時間:2020-09-28 | 瀏覽數:載入中...

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       特斯拉電池日如期舉辦,馬斯克前前后后說了許多。此前,特斯拉的宣傳吊足了大家半年的胃口,百萬公里、無鈷等,聽起來很高大上。既然是電池日,大家當然更關注馬斯克說的這些電池技術。

     特斯拉較早使用的圓柱電池是18650,為了提高PACK能量密度,改用21700。電芯尺寸加大不是難事,加大電芯尺寸后有一個問題比較麻煩,電池在充放電過程中會散發熱量,尺寸加大以后,散熱是一個比較麻煩的事情。特斯拉似乎在這方面并沒有很好地解決這個問題。

     在前不久舉行的全球智慧出行大會上,中國工程院院士、電動車輛國度工程實驗室主任孫逢春透露,我國新能源汽車自燃事件率要明顯低于特斯拉。請注意,孫院士用了“明顯”兩個字。據介紹,2012-2019特斯拉安全報告表明,每行駛2.8億公里就發生一起特斯拉車輛自燃事件。我國新能源汽車每行駛4.47億公里發生一次自燃事件(2018-2019國度監管平臺統計數據)。

     特斯拉很多車輛起火事件是在行駛中發生。電池充放電是一個電化學反應過程,伴隨著熱量的釋放,如果這些熱量不能及時排出,必然導致電芯內部的溫度升高。記者參加多次會議也了解到,三元電池能夠忍受的起火溫度不超過300℃,低于磷酸鐵鋰的溫度水平。如果電芯內的溫度不能及時排出,堆積在內部很容易引起自燃。特斯拉的自燃事件率明顯高于國內新能源汽車,是否與特斯拉采用大電芯有關?這個需要專門人士去研究,綜合這些現象,有理由懷疑與特斯拉采用21700電芯有關。

     在電池日上,馬斯克表示特斯拉將采用46800電芯,尺寸進一步加大,業內人士都知道把電芯做大了活性物質占比大,系統集成效率更高。但是,如何解決散熱問題,沒有看到片言只語,為什么不說散熱問題呢?      比克電池電芯研發樊文光博士對特斯拉的新技術表達了一些看法。為了提高能量密度,電池規格的不斷擴大是動力電池發展的整體趨勢。但是電池越來越大就可能會失去安全性能,就像雞蛋不能裝在一個籃子里一樣,在21700電芯裝載高鎳811的安全性能已經足夠好的前提下,可以再加大單體電芯尺寸,推向一個新的(能量密度vs安全性)平衡點。事實上,比克電池也在做同樣的布局,生產更大尺寸的圓柱電芯。

     馬斯克還提到一些新技術的采用,比如無鈷電池、硅納米線等,樊文光博士認為,特斯拉有可能在2022年量產大電池+無極耳技術,之后2-3年后可能推出無鈷單晶,而干電池和硅納米線,4-5年內量產的可能性不大。硅納米線的原材料和生產加工很難,干電池聽起來很有趣,實際上用工業化眼光來看,實現起來也是非常困難的。

     特斯拉要做單價25,000美元的新車型,降低成本是關鍵,電池的成本必須大幅度降低才行。要實現無鈷,不用貴金屬鈷,改為大量使用鎳,成本必然大幅度降低,如此,特斯拉朝著既定目標靠近了一步。加上前段時間特斯拉收購了Maxwell,Maxwell的干法技術如果能用于現在的三元電池生產上,確實能夠降低成本。

     超級電容產業理事長、中車新能源總經理陳勝軍曾告訴記者,干法工藝可以明顯增加極片活性物質的負載量,從而有用提升儲能器件能量密度。據Tesla評估,該工藝如果應用于鋰離子電池,在現有體系條件下可將鋰離子電池能量密度提升10%-30%以上。

     干法技術的好處不止于此,還可以降低成本。寶晟(蘇州)能源科技有限公司總經理郜明文博士告訴記者,干法電極技術在電池制造工藝上是一個全新的變革,它不需要使用溶劑來進行制備電池漿料,也不需要傳統的涂布和干燥設備,將電池的制程縮短。電池生產步驟減少,制造裝備投進和能耗都會降低。

     傳統濕法電極干燥、輥壓后存在表面活性物質掉渣現象,在機械外力作用下或者循環過程中,表面活性物質也有可能與集流體脫落。而干法電極自身單獨成膜,電極膜本身具有一定的機械強度,不會出現脫落掉渣的現象,集流體與活性物質緊密結合在一起,電化學循環性能更優異。

     鋰是動力電池中的重要元素,預鋰化是一道重要流程。傳統濕法工藝需要使用大量的有機溶劑,很難實現預鋰化。干法技術在整個制備過程沒有溶劑參與,因此,在原材料混合階段就可以添加金屬鋰。

     干法技術好處很多,但要用于鋰電池生產也不容易。在生產過程中,流水線必須將PTFE(聚四氟乙烯)纖維化,使活性物質與纖維化的PTFE(聚四氟乙烯)形成網絡交聯結構,這是成膜前預處理的難點之一。在連續的擠出輥壓過程中,預處理后的活性材料仍然是粉體材料,使粉體材料能夠形成均勻一致的片狀材料,仍然是整個工藝流程中的又一個難點。(摘自:中國汽車報網)

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