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電動汽車安全事故的不斷發(fā)生，讓動力電池安全性備受關(guān)注。怎樣在滿足動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，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車新型鋰電池會議（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電池安全性的研究和技術(shù)的提升?！闭缰袊茖W(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高所言，在電動汽車應(yīng)用中暴露出的動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，積極滿足消費者對充電速度、續(xù)駛里程、循環(huán)壽命等方面的需求?！霸谖覈?，對動力電池各方面性能有明確要求，針對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)，這也是擺在全球動力電池從業(yè)者面前的課題?！比~盛基說。
“鋰電池在運行中會溢出鋰解質(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》記者采訪時表示。事實上，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)，加強對動力電池?zé)崃康墓芾?，在此基礎(chǔ)上提升動力電池的安全性能；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，在實際運用中可能會出現(xiàn)新的難點。
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、降低成本是全球動力電池行業(yè)堅持不懈的研究方向，也是此次ABAA會議討論的焦點。為了實現(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)
讓電動汽車像燃油車快速加油一樣實現(xiàn)快速充電是電動汽車市場化發(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)計劃，10～15分鐘充電80％以上也成為各國管理部門對行業(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，充電時間控制在10～15分鐘是消費者的普遍要求。在美國能源部主導(dǎo)的研發(fā)項目中，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重要研究方向。“特斯拉的超級充電樁，可以實現(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)就可以實現(xiàn)這樣的充電里程數(shù)，這是我們努力的方向?！蓖瑯拥?，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。
事實上，快速充電會折損鋰電池的壽命，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，電動汽車在我國有良好的發(fā)展前景，預(yù)計不久的未來保有量將超過800萬～1000萬輛。不過，在電動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，電動汽車會進(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)一步強調(diào)，在提升電池性能的同時，還必須不斷降低電池成本。“過去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Υ?，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?！扳挼某杀竞芨?，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，在保障動力電池性能的同時達(dá)到降低成本的目的?！睂O世剛?cè)缡钦f。
加強交流合作推進(jìn)車用鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展
“我國動力電池產(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，并將面臨新一輪洗牌?！眳卿h強調(diào)，如何根據(jù)整車市場需求，從基礎(chǔ)研究入手，系統(tǒng)解決動力鋰電池的高比能、安全性、長壽命、低成本等問題，是動力電池行業(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？材料體系可否實現(xiàn)無鈷化以大幅降低電池成本？動力電池系統(tǒng)如何建立安全閾值邊界，以實現(xiàn)安全狀態(tài)的定量描述和控制？動力鋰電池的制備工藝是否會產(chǎn)生顛覆性的變化？廢舊動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，動力電池是新能源汽車的核心部件，是電動汽車的心臟，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展離不開動力電池技術(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。“綠色發(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力電池的前沿技術(shù)和市場應(yīng)用，必將為動力電池的突破性發(fā)展提供助益?！敝車x說。他同時介紹，湖州依托本地動力電池的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，積極推動ABAA會議永久落戶湖州，借助國際交流平臺的搭建和國際交流的不斷深入，推動了本地乃至整個浙江新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
葉盛基認(rèn)為，要實現(xiàn)動力電池的發(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、加強國際合作協(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會議搭建了一個交流合作的平臺，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，研討新對策。