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電動(dòng)汽車安全事故的不斷發(fā)生，讓動(dòng)力電池安全性備受關(guān)注。怎樣在滿足動(dòng)力電池不斷提高的能量密度以及不斷增加的車輛續(xù)駛里程要求的同時(shí)，提升其安全性，并延長使用壽命是全球汽車行業(yè)都在關(guān)注的話題。10月13日，在浙江湖州舉行的第十一屆國際電動(dòng)車新型鋰電池會(huì)議（ABAA11）上，來自全球各地的汽車行業(yè)工程師和政府部門管理者就車用鋰電池發(fā)展展開了討論，以探尋車用鋰電池的創(chuàng)新發(fā)展。
能量密度與安全性必須兼顧
“當(dāng)前，動(dòng)力電池在使用中面臨很大的安全挑戰(zhàn)，這要求我們必須加強(qiáng)電池安全性的研究和技術(shù)的提升。”正如中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高所言，在電動(dòng)汽車應(yīng)用中暴露出的動(dòng)力電池安全問題給行業(yè)敲響了警鐘，要求行業(yè)必須提升技術(shù)水平和安全性能。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長葉盛基指出，鋰離子電池作為目前新能源汽車的核心零部件之一，現(xiàn)階段需要考慮的問題是，如何確保其安全的前提下，積極滿足消費(fèi)者對(duì)充電速度、續(xù)駛里程、循環(huán)壽命等方面的需求。“在我國，對(duì)動(dòng)力電池各方面性能有明確要求，針對(duì)能量密度和成本等方面，更是提出了具體的數(shù)值指標(biāo)。能量密度和安全性是動(dòng)力電池發(fā)展過程中必須兼顧的目標(biāo)，這也是擺在全球動(dòng)力電池從業(yè)者面前的課題?！比~盛基說。
“鋰電池在運(yùn)行中會(huì)溢出鋰解質(zhì)、熱量，電池一旦過熱就可能出現(xiàn)爆炸或燃燒等安全事故。不過，車用電池追求高能量密度以提升續(xù)駛里程是行業(yè)普遍追求的目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過程中，怎樣兼顧能量密度和安全性？這就需要我們不斷提升技術(shù)，做創(chuàng)新性研發(fā)?！敝袊茖W(xué)院院士、廈門大學(xué)教授孫世剛在接受《中國汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示。事實(shí)上，目前各國汽車行業(yè)都在嘗試提升技術(shù)水平以保障電動(dòng)汽車的安全性。歐陽明高介紹，他們正通過研究隔膜技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)動(dòng)力電池?zé)崃康墓芾?，在此基礎(chǔ)上提升動(dòng)力電池的安全性能；日產(chǎn)集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人AtsushiOhma也介紹，日產(chǎn)通過粘結(jié)劑的使用來提升電池的穩(wěn)定性；奔馳集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人AndressHintennach說，他們正在對(duì)以橄欖石為材料的碳圖層進(jìn)行研究，目的是提升電池性能，并達(dá)到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不過這種材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)用中可能會(huì)出現(xiàn)新的難點(diǎn)。
在保障安全性能的前提下，提升電池的能量密度、循環(huán)壽命、降低成本是全球動(dòng)力電池行業(yè)堅(jiān)持不懈的研究方向，也是此次ABAA會(huì)議討論的焦點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，各國汽車行業(yè)不斷創(chuàng)新研究方法、材料工藝、管理思路，希望通過技術(shù)的創(chuàng)新提升車用鋰電池的性能，更好地滿足市場需求。
快速充電是行業(yè)一致目標(biāo)
讓電動(dòng)汽車像燃油車快速加油一樣實(shí)現(xiàn)快速充電是電動(dòng)汽車市場化發(fā)展必須具備的前提條件，也是車企和相關(guān)管理部門的一致目標(biāo)?，F(xiàn)場，幾乎所有車企都提到了快速充電的話題，包括寶馬、通用、日產(chǎn)、奔馳、大眾等在內(nèi)的國際車企無一例外地提出快速充電的開發(fā)計(jì)劃，10～15分鐘充電80％以上也成為各國管理部門對(duì)行業(yè)的普遍要求。福特相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，希望能通過超過800伏的高電壓，實(shí)現(xiàn)15分鐘不低于300英里（482.8公里）的充電目標(biāo)。
美國能源部工作人員DaveHowell表示，充電時(shí)間控制在10～15分鐘是消費(fèi)者的普遍要求。在美國能源部主導(dǎo)的研發(fā)項(xiàng)目中，在不影響電池本身使用壽命的情況下提升充電速度是一個(gè)重要研究方向?！疤厮估某?jí)充電樁，可以實(shí)現(xiàn)20分鐘200英里（321.8公里）的充電速度，我們希望能夠更快，15分鐘甚至15分鐘之內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)這樣的充電里程數(shù)，這是我們努力的方向。”同樣的，美國能源部提出的快充目標(biāo)也是中國、日本、德國等政府管理部門希望能達(dá)到的水平。
事實(shí)上，快速充電會(huì)折損鋰電池的壽命，目前的技術(shù)水平和材料結(jié)構(gòu)尚無法解決快速充電和電池壽命之間的矛盾。中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授吳鋒指出，目前的鋰電池性能和材料結(jié)構(gòu)形成的電池特性，決定快充對(duì)電池壽命的損害不可避免，這是其化學(xué)特性，是客觀存在的。行業(yè)需要不斷進(jìn)行科研創(chuàng)新，研發(fā)新的材料和結(jié)構(gòu)以滿足鋰電池快充的需求?！拔覀冃枰嵘潆姌豆β拭芏?、保證大電流快充過程中的安全性?！眳卿h說。
歐陽明高也指出，電動(dòng)汽車在我國有良好的發(fā)展前景，預(yù)計(jì)不久的未來保有量將超過800萬～1000萬輛。不過，在電動(dòng)汽車保有量提升的過程中，也要解決產(chǎn)品使用的便利性問題。怎樣解決這一問題？他認(rèn)為，未來，電動(dòng)汽車會(huì)進(jìn)入和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的充電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段，以此來提升充電便利性。
DaveHowell進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，在提升電池性能的同時(shí)，還必須不斷降低電池成本?！斑^去20年，電池成本有了很大程度的降低，未來仍需進(jìn)一步降低電池成本，希望正負(fù)極材料的成本能夠降低5％，甚至更多?！睂?duì)此，各國研究者正在積極推進(jìn)材料的改進(jìn)或替代，如嘗試使用鈦合金、鋁鎳合金等材料。“鈷的成本很高，我們可以考慮增加鎳材料在鋰電池中的應(yīng)用，替代鈷或減少鈷的用量，在保障動(dòng)力電池性能的同時(shí)達(dá)到降低成本的目的?！睂O世剛?cè)缡钦f。
加強(qiáng)交流合作推進(jìn)車用鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展
“我國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)面臨總體產(chǎn)能過剩，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能不足的局面，多元化發(fā)展已成趨勢(shì)，并將面臨新一輪洗牌?！眳卿h強(qiáng)調(diào)，如何根據(jù)整車市場需求，從基礎(chǔ)研究入手，系統(tǒng)解決動(dòng)力鋰電池的高比能、安全性、長壽命、低成本等問題，是動(dòng)力電池行業(yè)當(dāng)前面臨的迫切任務(wù)。具體到技術(shù)上，在高比能高鎳鋰離子電池體系上，是采用液態(tài)阻燃電解質(zhì)還是采用固態(tài)電解質(zhì)以解決其安全性問題？在多電子體系上，是走鋰硫的技術(shù)路線，突破提高體積比能量的技術(shù)瓶頸，還是采用富鋰正極材料，突破長循環(huán)壽命的技術(shù)瓶頸？材料體系可否實(shí)現(xiàn)無鈷化以大幅降低電池成本？動(dòng)力電池系統(tǒng)如何建立安全閾值邊界，以實(shí)現(xiàn)安全狀態(tài)的定量描述和控制？動(dòng)力鋰電池的制備工藝是否會(huì)產(chǎn)生顛覆性的變化？廢舊動(dòng)力鋰電池有無綠色的回收與再生技術(shù)途徑？這些問題都有賴于我們進(jìn)行廣泛深入的學(xué)術(shù)與技術(shù)交流。
浙江省政協(xié)副主席周國輝也表示，動(dòng)力電池是新能源汽車的核心部件，是電動(dòng)汽車的心臟，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展離不開動(dòng)力電池技術(shù)的重大突破。這需要國際同行在尊重和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)前提下進(jìn)行交流與合作，在互聯(lián)網(wǎng)和全球化深度融合發(fā)展上更應(yīng)如此，單邊主義和貿(mào)易保護(hù)主義是行不通的?！熬G色發(fā)展與創(chuàng)新發(fā)展是當(dāng)今世界各國普遍追求的經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，新能源汽車產(chǎn)業(yè)和技術(shù)把兩者完美融合了起來。我們此次共同探討動(dòng)力電池的前沿技術(shù)和市場應(yīng)用，必將為動(dòng)力電池的突破性發(fā)展提供助益?！敝車x說。他同時(shí)介紹，湖州依托本地動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，積極推動(dòng)ABAA會(huì)議永久落戶湖州，借助國際交流平臺(tái)的搭建和國際交流的不斷深入，推動(dòng)了本地乃至整個(gè)浙江新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
葉盛基認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池的發(fā)展目標(biāo)，需要國內(nèi)外同行的共同支持和幫助，克服技術(shù)進(jìn)步過程中碰到的種種困難；要搭建協(xié)同發(fā)展的溝通平臺(tái)、加強(qiáng)國際合作協(xié)調(diào)與人才培養(yǎng)、發(fā)揮行業(yè)引導(dǎo)和規(guī)范作用，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。吳鋒也指出，ABAA會(huì)議搭建了一個(gè)交流合作的平臺(tái)，希望能夠通過各國學(xué)者之間的思想碰撞，進(jìn)一步激發(fā)鋰電研究的活力和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力，不斷找出新問題、新差距，提出新思路、新方法，研討新對(duì)策。