從三元鋰和磷酸鐵鋰中看電動車真正的安全隱患

　　在中國電動車百人會上，工業(yè)和信息化部裝備司司長張相木的一句話引起了很大的爭議。他是這么說的：“工信部將組織開展對三元鋰電池的風險評估，在評估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。”

　　針對這樣的消息，電動車百人會信息部特地發(fā)布了一條公告，說百人會只是一個平臺，而不代表任何一方表態(tài)。根據(jù)目前的報道，也有企業(yè)透露目前相關管理機構已經(jīng)暫停了三元材料的電動大巴的公告受理，但真實性有待考量。

　　對商用車使用三元鋰電池提出反對意見，主要還是出于安全考慮。但為什么三元鋰電池會被“喊卡”，得從原理說起。

　　三元鋰 VS 磷酸鐵鋰

　　“三元鋰電池”全稱是“三元聚合物鋰電池”，指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池。這一命名方式是根據(jù)電池的“正極材料”劃分的，除此之外，還有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰電池。除了根據(jù)正極材料劃分，還可以根據(jù)外形、外包材料、電解液來劃分電池類別。

　　三元鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰都可以在電動車上用。說了這么多“鋰”，你可能有點暈，但今天的主角是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。

　　三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各自特性不同，主要矛盾集中在“能量密度”和“安全性”上。三元鋰電池能量密度更大，但安全性經(jīng)常受到懷疑。磷酸鐵鋰電池雖然能量密度小，但大家說它更安全。

　　所謂“安全性”的差異，主要還是在正極材料上。

　　這兩種材料都會在到達一定溫度時發(fā)生分解，三元鋰材料會在 200 度左右發(fā)生分解。并且三元鋰材料的化學反映更加劇烈，會釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發(fā)生連鎖反應。而磷酸鐵鋰會在 700-800 度時發(fā)生分解，不會像三元鋰材料一樣釋放氧分子，燃燒沒那么劇烈。說簡單點，就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。注意，我們這里提到的只是“材料”。

　　從總的趨勢來看，國內車企乘用車紛紛轉向使用三元鋰電池，包括北汽、比亞迪、江淮等。相應的供應商也在加速三元鋰電池的生產，比如億緯鋰能在半年報中透露，二期工廠將主要生產三元鋰電池。

　　至于磷酸鐵鋰電池，越來越多的活躍在電動客車市場。去年 11 月，磷酸鐵鋰電池的電動大巴裝機量占到了 64.9%，三元鋰電池裝機量只有 27.6%。相反，在純電動乘用車市場，三元鋰電池在去年 11 月的裝機量超過 76%。

　　問題不在于用哪種電池

　　我們前面提到的，只是三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料特性的差異。而最終決定安全性的，是整個動力電池系統(tǒng)。

　　由于鋰電池的特性，所以必須要有 BMS（Battery Management System）。主要功能包括過充保護（OVP）、過放保護（UVP）、過溫保護（OTP）、過流保護（OCP）等功能，一旦發(fā)生意外，能夠立刻切斷電流。

　　如果電池熱解了，先得問問 BMS 是不是合格的。

　　所以單純認為三元鋰電池不安全，是不太合適的。三元鋰材料容易熱解，但是不代表三元鋰電池不安全；磷酸鐵鋰材料不易熱解，但是不代表磷酸鐵鋰電池就是安全的。

　　動力電池的安全，是一個系統(tǒng)問題，不只是材料的原因。從之前的純電動客車自燃事故來看，有三元鋰電池，也有磷酸鐵鋰電池。但事故并不能說明某種電池是失敗的，涉及因素太多了，燃油車自燃也數(shù)不勝數(shù)。

　　其實，我們更應該關注的是如何阻止失效電池單體危害其他單體，受工藝水平限制，不可能把所有電池單體一致性保持在 100%。

　　振華新能源總經(jīng)理李樹軍在最近的 GNEV 大會上就認為，高能量密度材料的使用，面臨鞭炮還是手雷的選擇。所以，務實的做法是關注模塊安全，而它的重點是失效隔離與安全保護。單體失效是無法避免的現(xiàn)象，但可以通過對單體進行控制，來預防模塊失效。

　　再宏觀一點兒來看，如果使用三元鋰電池是為了獲得更高的續(xù)航里程，那么其實還可以有很多其他方式來實現(xiàn)，比如車子的輕量化等等，這更是一個系統(tǒng)性工程。

　　但是，如果從政策上就限制住了三元鋰電池，是不是這些相關的電動車技術也要面臨“偏廢”？

　　總之，電池類型的選擇，是要與產品定位和技術相符的。如果因為大巴易發(fā)生大規(guī)模傷亡，就禁止三元鋰電池在大巴上使用，那小車怎么辦？

　　陰暗一點兒想，是不是還有“國家保護”的私心呢？如果限制三元鋰電池應用在商用車上，最大的受益者可能就是國內的磷酸鐵鋰電池生產企業(yè)了，因為韓國電池企業(yè)主打三元鋰電池并且走低價路線。不過，這種“保護”真的有利于國內電動車以及相關技術的發(fā)展么？

　　其實，技術是可以解決材料天生缺陷的，而通過政策來干預技術的發(fā)展是值得考量的。

　　在一個汽車工程師的微信群里，有過一個觀點：電動車著火不是壞事，甚至早出事比晚出事好。問題的關鍵不在于使用哪種電池，而是在于我們的電動車增速太快了，由此帶來大量的低質產品，這些才是真正的安全隱患。