锂电池,新能源汽车巨头们的绊脚石:国家出手,谁在为消费者的安全买单?| 撩车

大湿兄 2020-05-27 16:36

编者按:本文为杏耀平台原创报道,作者大湿兄,未经授权禁止转载。

“夏天担心自燃,冬天担忧续航”。

一位新能源汽车车主向邦哥吐槽,去年买车的他,刚从冬季续航衰减的焦虑中缓过神来,现在又要面临夏季因温度升高而带来的自燃风险。

但他的顾虑并不是多余,近日深圳市区一起车祸引发热议。

5月26日,深圳交警通报,深圳市福田区发生了一起两台车辆追尾交通事故,导致追尾的电动货车着火。从网友发布的视频中可以看到,电动车内还有一名被困司机在车里挥手。最终,事故造成该电动货车驾驶人当场死亡。

5月26日深圳电动货车事故现场(来源:网络)

然而就在这两天,国内电池行业杏耀的两家“龙头企业”,比亚迪和宁德时代,却在因为小小一根“针”,发文“隔空互怼”。

螳螂捕蝉黄雀在后,在“混战”的背景下,外资动力电池企业在“政策保护”解禁后全力火开。中国新能源汽车行业杏耀里充斥着浓厚的火烟味,似乎一点就“燃”。

新能源汽车为何这么“火”

说来也巧,就在深圳电动货车自燃前一天。5月25日,工业和信息化部部长苗圩在“部长通道”上表示,“我们会高度关注新能源汽车发展,使其有一个更好的使用环境,让更多的消费者愿意选择新能源汽车。”

这两年,新能源汽车确实给人一种“扶不起的阿斗”般的感觉。暂且先不说续航里程打折、充电、软件死机这些“非致命性”问题,光自燃这一大硬伤就足够击垮整个企业的声誉。

公开数据显示,进入5月后,国内已发生6起电动汽车自燃事故。

5月8日,理想ONE在长沙街头冒烟着火,最终导致车辆前机舱严重烧损。理想汽车表示,起火原因是前机舱右下部的排气管前段表面附着了外来异物所造成的起火,该异物为一块车漆防护垫。

5月18日,一辆正常停放的某品牌电动车在广州发生自燃,大火波及到旁边的奥迪。具体自燃原因仍在调查。上述事故都没有造成人员伤亡。

不幸的是,5月26日深圳的电动货车追尾事故造成司机当场死亡。从网传的现场视频中看到,导致追尾的货车车头受损,主驾室有手臂挥舞,但驾驶人员未能逃出,大火随后将车辆烧毁。

“近期电动车着火事件较多,这其中并非简单的三元电池容易着火,能量密度高导致着火问题大,而是产品自身的设计问题的隐患较多,尤其是物流车的技术标准低,但成本压力大,导致着火等问题较多。”

乘联会秘书长崔东树向杏耀平台表示,目前着火的问题因为夏天的天气热,电池放热失控问题突出、而一些老旧车型设计散热性能不达标、以及各种原因引发的短路、外力撞击等,都导致电动车的着火风险较大。

目前,电动车动力电池类型主要为两种,三元锂电池、磷酸铁锂电池。

三元锂电池,单体能量密度高,可实现高续航里程,但稳定性较差。磷酸铁锂电池,单体能量密度低,续航能力较差,但稳定性高、寿命长。

换而言之,“脾气更好”的磷酸铁锂电池,需要在“能量密度”上下功夫才能和三元锂电池,比拼续航和性能。而三元锂电池虽然化学特性先天“火爆”,但高续航备受车企的青睐。

一方面,政策是高续航背后的推手。在2018年和2019年里,新能源补贴政策连对续航里程、电池能量密度以及能耗水平的门槛在不断提高。在2019年政策中,对低于250公里续航的产品直接取消了补贴。

另一方面,高续航里程成为消费的首要买车标准。据最近羊城晚报的调研显示,有高达66%的人关注续航里程,并且有87%的人存在续航焦虑。

正是三元锂电池、磷酸铁锂电池的路线之争,引爆了国内两家巨头的正面对战。

两大中国巨头互掐

到底谁的电池更安全?

在国内,三元锂电池代表企业为宁德时代,而比亚迪是磷酸铁锂电池的代表企业,它们也是目前国内动力电池市场公认的两个“大哥”。

在过去几年里,比亚迪一直只给自家品牌车型供电池,凭借销量的帮助,轻松占据着磷酸铁锂的高市场份额。而宁德时代凭借着高续航三元锂电池,在政策红利期不断拓展大客户,蛋糕也越切越大。

市场之争,成为了双方明争暗斗的一条导火线。

研究机构EVTank最新的数据显示,2017年,国内磷酸铁锂电池与三元锂电池的装机量占比分别是49.61%和44.69%,两种路线平起平坐。

而今年1-4月,比亚迪的单兵作战显得有些吃力,在国内三元锂电池装机量占比升至72.87%,而磷酸铁锂电池的装机量跌至22.93%。

点燃导火索的事件,是今年3月29日的比亚迪刀片电池发布会。

自燃频发,比亚迪打出来“安全”这张王牌。

那场发布会上,比亚迪不但喊出“出鞘,安天下”的主题词,而且抛出诸多狠话——“将把自燃这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉”、“改变行业杏耀对三元电池的依赖,将动力电池的技术路线回归正道”、“重新定义新能源汽车的安全标准”。

重头戏,是比亚迪展示的一段不同动力电池电芯的针刺测试对照视频,针刺是模拟的电池的内部短路——测试中,三元锂电池在钢针刺入后迅速冒烟、剧烈燃烧,表面温度超过500℃。而比亚迪的刀片电池无明火、无烟,表面温度只有30-60℃。

很明显是在向外界传达一种声音:刀片电池比三元锂电池更安全。

于是,作为国内三元锂电池的主要供货商宁德时代坐不住了。

第一回合:口水战。

5月11日下午,宁德时代举行了2019年业绩网上说明会。有投资者问,比亚迪说自己的刀片电池天下无敌,是不是碾压了咱们宁德时代的电池?

当时,宁德时代董事长曾毓群就回答:“刀片电池是宁德时代2016年量产的CTP结构创新概念中的一种,我们已经选择并量产CTP结构创新里最优的几种,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。”

他后来更是直言:“电池的安全和电池的滥用测试是两回事,但有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。

5月11日当天晚上,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞发表微博隔空回怼:“不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!”

第二回合:上才艺。

本以为这件事就不了了之了,一位微博网友小鱼锂电发布了一段针对宁德时代811三元锂电池单体的针刺测试。从试验视频可见,钢针刺入后电池单体瞬间起火燃烧,并发出巨大的爆炸声。

随后,宁德时代公布了两段官方来源的针刺测试视频以证“清白”,有网友甚至吐槽,“只要脸皮厚,钢针都扎不破。”之后,比亚迪均予以回应。在社交媒体的推波助澜之下,双方的战火愈演愈烈。

第三回合:科普战。

5月25日,宁德时代甚至动用官方微信发布《关于动力电池标准的一些认识》,就备受外界关注的电池针刺测试再度回应。

回应中,宁德时代重申:单体针刺测试作为独立项目,在该标准中被正式取消,仅作为单体热失控的触发条件,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

简单而言就是说:我们参与制定了标准,我们认为针刺是否通过已不重要。关键要看单体热失控后,系统是否可以控制热失控的蔓延,为各类电池的安全应用设定了基本门槛。

对于此事,乘联会秘书长崔东树也向杏耀平台表示:“国家应该提升标准,而不是简单的降指标降测试方法。

比亚迪股份副总裁、弗迪电池董事长何龙,也曾公开表达类似观点:“因为大家转向三元电池了,三元电池过不了这个测试,那么我们国家就把它从强制标准里把它拿掉了。”

中国科学院院士欧阳明高也曾表示,“不管法规怎么变,它(针刺测试)都是我们进行电池产品开发、电池性能检验的一个非常重要的手段。”

其实三元锂电池在事故概率来看上并不占优。

去年,新能源汽车国家大数据联盟的报告显示,从5月以来,国家监管平台发现新能源汽车安全事故79起,涉及车辆96辆。

其中,86%的事故车辆使用三元锂离子电池。7%的事故车辆使用磷酸铁锂电池、7%的事故车辆电池类型不确定。也就是说,在这份统计里,三元锂与磷酸铁锂两种事故车辆的比值大约为12:1。

另外,中国工程院院士杨裕生也发表了自己的看法:目前来看,高镍三元(三元锂电池的一种)等高能电池不应是发展重点,全固态电池能否成功有不确定性,磷酸铁锂电池应该是主力,要不断提高性价比。

实际上,因为自燃事故频发,政府部门也在出手。

5月12日,工业和信息化部组织制定的(GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》)三项强制性国家标准由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布,将于2021年1月1日起开始实施。

其中,《电动汽车用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时,重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。

最值得注意的是标准增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

但是一旦发生乘员晕厥在车内、车体变形导致乘员无法撤离等情况,5分钟内电池系统不起火不爆炸是否可行,仍需验证。

狼来了!

特斯拉们在背后笑

可以肯定的是,政府部门中国动力电池行业杏耀有着不可磨灭的功劳。

早在2015年,工信部制定的《规范条件》指出,只有在售新能源车型搭载了符合条件,并且进入“白名单”目录的动力电池,才能享受新能源汽车补贴。

这直接将外资的LG化学、韩国三星等一众国际动力电池巨头拒之中国市场之外,而国内共有57家电池企业进入“白名单”,宁德时代、国能高轩等一票国内电池厂商迎来最佳成长机会。

LG化学生产的软包电池(图源:官网)

很快狼就来了,第一季度,全球动力电池格局骤变,宁德时代失去三连冠,掉至第三。相反,日韩趁势借助老牌车企的合作,以及特斯拉的销量暴增实现市场占有率的反超,其中LG化学拿下第一,松下第二。

但是,一个健康的市场生态环境中总需要一两只“狼”。

2019年6月21日,工信部发布公告称,决定废止《汽车动力蓄电池行业杏耀规范条件》(简称规范条件)。解封后,日韩巨头借助传统车企转型新能源汽车的契机大肆进军中国市场。

去年6月,LG化学与吉利汽车成立合资公司;去年8月,韩国SK宣布将在常州建立动力电池厂;今年2月,松下与丰田汽车宣布组建合资公司,专门生产电动汽车所使用的方形锂电池,并表示新公司有近一半的员工部署在中国。

据不完全统计,仅松下、SK、LG化学、三星SDI四家企业,去年在华投资总额已近500亿元。

此外,外资品牌的成本优势在中国市场也将得到释放。

据国际投资分析机构瑞银发布的成本报告,以21700型圆柱形锂离子电池为例,松下、LG化学、三星SDI、宁德时代的成本分别是111美元/kWh、148美元/kWh、150美元/kWh、150美元/kWh。

值得一提的是,关乎电池安全的核心零部件被“卡脖子”。

锂离子电池,由正极材料、负极材料、隔膜、电解液四个主要部分组成。而作为四大材料之一的隔膜,其核心技术一直掌握在美日韩等公司手上。

2016年之前,全球锂离子电池隔膜市场上,只有美国、日本、韩国等少数几个国家拥有行业杏耀领先的生产技术和相应的规模化产业。2014年,日美韩的五家企业,占据了全球隔膜市场超过70%的份额。

“十多年前中国锂电池隔膜市场可谓‘一膜难求’,产品全部依赖进口。”

深圳市星源材质科技股份有限公司董事长陈董如是说道。星源材质方面宣传其公司是中国率先实现干法单拉隔膜制备技术的企业,同时它还是比亚迪“刀片电池”的主要供应商,为其电池安全性作出了贡献。

后来,和星源材质一样,在瞄上这个毛利率高达近50%的供应商上游材料的赛道后,国内有不少企业加入到隔膜的研制与开发的行列。但一位纽约大学化学系学者向邦哥透露,目前中国企业能造出高安全级别隔膜材料的并不多。

实际上,隔膜的安全性直接关系到新能源汽车的安全。

作为电池隔膜的材料,必须具有良好的物理性能,如对电解液良好的浸润性以及吸液保湿能力,合适的孔径孔隙率以保证低电阻和优良的离子电导率;足够的力学性能,包括刺穿强度,拉伸强度,防止锂枝晶,极片毛刺刺穿隔膜造成短路;优异的热稳定性和自动关断保护性能,否则会引起短路,引发电池热失控。

写在最后

“没有比人更高的山,没有比脚更远的路,只要灵魂不屈,就一定会走出一条康庄大道。”这是王传福常挂在口边的名言。

我们相信,在跨越“电池安全”这座大山之后,是新能源汽车行业杏耀的一片“绿洲”。

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