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動力電池面臨新課題:高安全、低成本、可回收

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國汽車報 發布時間:2019-07-02 瀏覽:
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中國儲能網訊:經過多年發展,中國已經成為全球最大的新能源汽車市場,而動力電池作為其核心零部件備受關注。隨著電池技術進步及新能源汽車市場逐步成熟,市場對動力電池已從追求高能量密度逐步向追求高安全、低成本、可回收的方向發展。

■加強電池主動安全防控

近段時間接連發生的數起電動汽車起火事件使得有關安全的話題熱度不減。在日前舉行的2019中國(青海)鋰產業與動力電池國際高峰論壇上,中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高表示,當前安全事故是新能源汽車產業發展的致命隱患,而動力電池熱失控是安全事故的本質。

通過對動力電池熱失控熱-機-電耦合機制的深度研究,發現在熱失控誘因、發生和蔓延的三個過程中,電池充電析鋰、電池內短路、單體電池熱失控和電池系統熱蔓延是導致安全問題產生的根本原因,可利用快充控制、電池管理、熱設計和熱管理等方法實現對動力電池熱失控的主動安全防控。

分析2018年新能源汽車事故統計數據發現,充電時發生事故的比例較大,原因包括:快速充電不當引發電池析鋰,使得電池壽命快速衰減和熱穩定性變差;充電功能安全設計水平低下;充電過程數據通訊不規范等。歐陽明高指出,目前鋰離子電池能量密度已經達到300Wh/kg,未來會繼續提高,在這種情況下,對電池安全防控技術的要求也會越來越高。產業界應當著力解決鋰離子電池安全問題,研發出更加安全的動力電池,保障電動汽車產業順利發展。

天津力神電池股份有限公司常務執行副總裁王念舉持類似觀點,他認為,至少在未來10年內,鋰離子電池仍是電動汽車動力的主要解決方案,在提升電池能量密度的同時也要在設計和制造環節保證電池的高安全性。

除了技術層面,還應在哪些方面保障電池安全?對此,作為歐洲權威的車輛檢測機構,德凱集團執行副總裁、東亞及南亞區總裁曾牧指出,電動汽車和動力電池安全不僅要關注設計層面,也要重視檢測和驗證對安全的保障作用。

■電動化催生新業態

電動化不僅讓汽車產業的面貌煥然一新,也使得汽車產業與能源、科技等產業加快了跨界融合。由于動力電池的可移動、可分離、可控制特性,汽車電動化不斷催生新的產業生態和商業模式。

中國電動汽車百人會秘書長兼首席專家張永偉發布的課題報告《讓動力電池流動起來:動力電池全生命周期資產運營管理》指出:電池作為可移動的儲能載體,能與可再生能源有效結合,并參與電網調節;電池作為可分離的特殊資產,能夠催生出新的商業模式,例如基于車電分離的整車或電池租賃模式、基于共享經濟的分時租賃模式等;電池作為可控制的智能單元,可與智能化、網聯化技術相結合,融入能源互聯網體系。

張永偉表示,動力電池的監測、評估、利用、再生和創新金融模式是完善其全生命周期循環體系的關鍵。其中,電池監測可為電池健康狀態及價值評估提供依據;電池評估可解決電池估值困難的問題;梯次利用是退役電池循環體系的中間環節,有助于提高動力電池全生命周期的使用價值;報廢電池中的有價金屬具有資源化回收價值;包括綠色信貸、債券、基金、保險等在內的綠色金融有助于緩解企業資金壓力,降低企業運營風險。

■電池回收再利用有待突破

隨著新能源汽車產銷量及動力電池出貨量的不斷提高,動力電池如何回收再利用成為擺在行業面前的一道難題。根據中國汽車技術研究中心有限公司的統計數據,2018年后我國的新能源汽車動力電池進入規模化報廢期,預計2023年報廢量將達48.09萬噸。其中,2018~2020年報廢電池中磷酸鐵鋰電池占多數,預計2021年起三元電池的報廢量開始增多,2023年三元電池的報廢量將大于磷酸鐵鋰電池。

當前我國動力電池回收再利用的政策主要體現在三個方面:一是落實生產者責任延伸制度,二是建立健全動力電池回收利用體系,三是強化對從業企業的行業監管。目前,我國已經初步形成了以整車、電池和第三方企業為主體的動力電池梯次利用和回收體系。根據工信部統計,截至2018年底我國退役電池回收服務網點建設達到3204個。

不過,雖有一定成果,但電池回收再利用體系、機制等還存在很多問題。例如,電池梯次利用企業準入條件不清晰,電池退役標準不明確,廢舊電池的評估、拆解等技術不成熟,電池回收再利用的產業鏈相對孤立、沒有很好協同等。據北京賽德美資源再利用研究院有限公司董事總經理趙小勇介紹,最近3年間電池回收企業由20余家發展至300余家,但真正有工廠、有能力做環保驗收的只有30~40家。

鐵塔能源有限公司副總經理孔慶西表示,鋰電池相比傳統鉛酸蓄電池在能量密度、循環壽命和環保方面都具有優勢,隨著2019年起動力電池退役量爆發式增長,合理的梯次利用是解決新能源汽車發展后顧之憂的關鍵,也是解決新能源汽車成本居高不下的重要手段,而小容量、分布式的基站備電,無論從安全性還是經濟性來講,都是動力電池梯次利用的最佳場景。他還指出,我國新能源汽車企業眾多,如果自主建立回收服務網點,可能造成重復建設,且回收拆解企業及資源綜合利用企業等對應機構亦較多,難以協調,有必要探索共享型的聯合回收模式。

關鍵字:動力電池

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