“新能源汽車發(fā)展十年來，恰逢鋰離子電池能量密度從100Wh/kg提升到300Wh/kg，價格從5塊降低到現(xiàn)在最低0.8元，實現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來革命性突破。”
2019世界新能源汽車大會上，中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)歐陽明高教授在題為“面向2035的中國新能源汽車技術(shù)路線展望”的主旨演講中，對于鋰電池在汽車電動化中的角色、鋰電池安全問題的解決以及未來幾年的鋰電池市場需求趨勢做了詳細(xì)闡述。
從轎車角度來看，體積能量密度比重量能量密度更加重要，鋰離子電池在體積能量密度是具有優(yōu)勢的，其他的高比能量電池在這方面無法和鋰離子電池競爭。
歐陽明高認(rèn)為，鋰電池有望成為車用電池主流技術(shù)。伴隨著比能量的提高出現(xiàn)了一個問題就是安全性，目前主要且緊迫任務(wù)就是如何把安全的平衡點提升到300Wh/kg的能量密度。
在安全方面，安全事故應(yīng)該說是當(dāng)前新能源汽車發(fā)展的致命隱患，必須盡快解決。歐陽明高表示，安全事故的本質(zhì)是電池的熱失控，有機(jī)械原因、電的原因、熱的原因等等，單體電池上出現(xiàn)的熱失控之后不是致命的，關(guān)鍵是會引發(fā)整個電池系統(tǒng)熱失控蔓延，從而形成事故。
通過研究，歐陽明高團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了高比能量動力電池三種主要熱失控機(jī)理，第一種是負(fù)極析活性鋰，就是快充或者過充引起的。第二種是隔膜刺穿導(dǎo)致內(nèi)短路引發(fā)熱失控。第三種是高比能量電池正級析釋活性氧，析氧密度隨著比能量提升在不斷下降。
針對第一種機(jī)理和第二種機(jī)理主要是預(yù)防誘因，就是電池充電析鋰與快充控制。其與日產(chǎn)在充電的算法上有合作，通過大量實驗數(shù)據(jù)支撐，并考慮各種各樣的情況，避免了很多熱失控問題，所以到聆風(fēng)的是賣最多一款電動車，但安全事故非常少。
另外是電池的內(nèi)短路與電池管理問題。內(nèi)短路要通過電池管理手段提前預(yù)防，電池管理還有很多技術(shù)都會對整個電池內(nèi)短路的誘因方面進(jìn)行最好的預(yù)防，電池管理系統(tǒng)要升級為新一代以安全為核心的電池管理。
基于第三個機(jī)理，也就是高鎳出現(xiàn)之后失氧溫度下降，核心要從單體電池設(shè)計尤其熱設(shè)計著手，新一代電解液添加劑等等。新一代811失氧溫度降低、熱釋放速率大幅度提升，熱失控最高溫度也大幅度提升。我們在學(xué)校大容量電池?zé)崾Э貙嶒灦疾桓医袑W(xué)生做。
如果這些問題還不能預(yù)防，就是系統(tǒng)級的防控，即防熱失控蔓延，這就是熱蔓延與熱管理，通過散熱、隔熱相結(jié)合的手段來解決。
基于上述分析，歐陽明高認(rèn)為，鋰離子動力電池?zé)崾Э氐闹鲃臃揽乜梢曰窘鉀Q電池安全問題，并不是不可解決的。
值得注意的是，電池?zé)崾Э丶仁怯绊戨妱悠嚳沙掷m(xù)發(fā)展的生命線，也是市場競爭和品牌塑造的一個主旋律。新一代電動汽車不是靠動力性，而是要靠安全性。誰安全可靠，讓用戶放心，誰將來才能贏得客戶。
基于上述闡釋，歐陽明高表示，對鋰離子動力電池在車用和儲能兩大領(lǐng)域的前景充滿信心，并認(rèn)為會超出預(yù)期。中國可能會提前幾年達(dá)到今天發(fā)布的博鰲共識中的目標(biāo)，即2035年全球新能源汽車達(dá)到年度新車銷量的一半。
根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線》中的新能源汽車技術(shù)路線圖，2030年的目標(biāo)就是45-50%，參照這個預(yù)估，再加上最近寶馬豐田對于電動化目標(biāo)的提前，同時按照儲能市場大規(guī)模爆發(fā)，可再生能源價格已經(jīng)跟煤電相比。此外還有電動船舶等其它交通工具的全面電動化趨勢。
基于上述多重趨勢，歐陽明高樂觀判斷，預(yù)計到2025年，全球鋰離子動力電池產(chǎn)量將達(dá)到10億KWh，同時，預(yù)計到2027年，中國鋰離子動力電池產(chǎn)量將達(dá)到10億KWh。
