清華大學(xué)何向明：鋰電5分鐘快充是偽命題

時(shí)間:2018-06-05 09:37來(lái)源:中國(guó)能源報(bào) 作者:何英
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     目前，新能源汽車大多使用鋰電池，但在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)殇囯娨恢滦院桶踩詥?wèn)題，新能源汽車著火事件常有發(fā)生。近日，圍繞鋰電池的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，記者采訪了清華大學(xué)核研院鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室主任何向明。
 
     強(qiáng)化電池技術(shù)、制造水平
 
     中國(guó)能源報(bào)：您怎樣看待普遍存在的電池一致性問(wèn)題。
 
     何向明：手機(jī)電池都是單塊使用，但現(xiàn)在無(wú)論是大規(guī)模儲(chǔ)能還是電動(dòng)車，都需要將很多電池連在一起。以特斯拉為例，幾千塊18650電池串并聯(lián)在一起，就會(huì)帶來(lái)一致性問(wèn)題，電流電壓在實(shí)際分配中會(huì)出現(xiàn)不均。這會(huì)帶來(lái)兩大危害，一是系統(tǒng)壽命大幅下降；二是導(dǎo)致電池發(fā)熱，存在安全隱患。
 
     中國(guó)能源報(bào)：如何確保電池的一致性，防止問(wèn)題發(fā)生？
 
      何向明：大家的普遍做法是，通過(guò)容量、電壓等一系列參數(shù)對(duì)電池進(jìn)行篩選，但這些篩選的過(guò)程目前比較復(fù)雜，且效果都有局限性，也有很多的問(wèn)題，有些是由于測(cè)量誤差造成的。
 
      目前設(shè)備的測(cè)量誤差大多在1%左右，實(shí)際上要達(dá)到電池一致性要求，誤差就要低于1%。從制造角度來(lái)說(shuō)，全自動(dòng)化的制造工程因設(shè)備精度、測(cè)量參數(shù)固定，減少了人為因素，在提升一致性方面有了很大改進(jìn)。
 
      我們也在思考其他方法來(lái)解決一致性問(wèn)題，由此提出了用串聯(lián)充放電進(jìn)行一致性篩選的思路。具體是先對(duì)所有從工廠產(chǎn)出電池的一致性做篩選，然后串聯(lián)，再進(jìn)行充放電，這樣就可以避免設(shè)備誤差。
 
     中國(guó)能源報(bào)：新能源汽車電池著火事件經(jīng)常見(jiàn)諸報(bào)端，進(jìn)一步突出了鋰電池的安全性問(wèn)題。如何確保電池安全性？
 
      何向明：電池安全事故是概率性事件。目前的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不能完全消除電池的安全性問(wèn)題。鋰電池屬于易燃物，其能量密度高，有正極、負(fù)極，使用過(guò)程中的發(fā)熱會(huì)帶來(lái)熱失控問(wèn)題。目前從電池本體技術(shù)上加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，5—10年左右可以做到保證電池的安全。
 
      電池安全性和與制造水平密切相關(guān)，比如空氣中的粉塵，如若落在隔膜上，人的肉眼是看不到的，但這對(duì)電池性能影響很大。電池的安全性與電池廠的管理水平、制造水平息息相關(guān)。要提高電池的安全性和可靠性，就要在各方面逐步提升，要貫穿在生產(chǎn)管理的各環(huán)節(jié)。

10—15分鐘快充較現(xiàn)實(shí)
 
      中國(guó)能源報(bào)：日韓在鋰電技術(shù)上領(lǐng)先中國(guó)，受益于國(guó)內(nèi)新能源汽車的爆發(fā)，中國(guó)在鋰電方面也在迎頭趕上，這種差距在逐漸縮小。
 
      何向明：在鋰電領(lǐng)域，論創(chuàng)新能力，美國(guó)第一；論質(zhì)量水平，日本第一；論制造水平，韓國(guó)第一。但中國(guó)的綜合能力是最強(qiáng)的，在鋰電綜合競(jìng)爭(zhēng)力上、性價(jià)比上是領(lǐng)先的。所以中日韓美對(duì)鋰電行業(yè)而言，都是不可或缺的。
 
      中國(guó)能源報(bào)：現(xiàn)在關(guān)于電動(dòng)汽車快充技術(shù)的報(bào)道很多，5分鐘快充是否可行？
 
      何向明：鋰電快充是有希望的，但是像網(wǎng)上炒作的5分鐘即可充滿電，是偽命題。我們認(rèn)為10—15分鐘是比較現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)。比如一輛車50度電，1小時(shí)充電就要50千瓦的充電樁；6分鐘充滿電，就要500千瓦的充電樁，500千瓦的充電樁，如果是220伏的電壓，電流就是2000多安培，這是不可能的，在小區(qū)里就不會(huì)讓用，這涉及到小區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施增容。此外，快充對(duì)電池的壽命、安全性有著極大的隱患。
 
      在快充方面，我們也在做一些技術(shù)上的儲(chǔ)備，自主研發(fā)了一種負(fù)極材料，可極大縮短充電時(shí)間，目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段。
 
      不應(yīng)單純以能量密度為指標(biāo)
 
      中國(guó)能源報(bào)：國(guó)家計(jì)劃到2020年，電池單體能量密度達(dá)到300瓦時(shí)每千克，據(jù)了解，寧德時(shí)代、天津力神、國(guó)軒高科企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，已基本實(shí)現(xiàn)了300瓦時(shí)/公斤動(dòng)力電池的研發(fā)。300瓦時(shí)的目標(biāo)似乎已不是挑戰(zhàn)。
 
      何向明：300瓦時(shí)的目標(biāo)單純?cè)诩夹g(shù)上來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題，但電池作為大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品，最終是用在新能源汽車上，不能只考慮充放電容量，更要考慮安全性、可靠性，還需要在實(shí)踐中不斷驗(yàn)證，在可靠性能上要絕對(duì)過(guò)關(guān)。
 
      國(guó)家出臺(tái)新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)補(bǔ)貼設(shè)定門檻，規(guī)定了以電池能量密度為導(dǎo)向，本意是好的。但也有一定的副作用，首先在成本上推高了電池的制造成本，帶來(lái)企業(yè)成本的上漲，另一方面企業(yè)為達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，需負(fù)重前行。
 
      比較而言，國(guó)外在電池發(fā)展上，在滿足一定能量密度的前提下，更多關(guān)注電池的可靠性和安全性。
 
     中國(guó)能源報(bào)：我們看到現(xiàn)在很多新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，有專家認(rèn)為鋰電能量密度在不斷接近天花板，對(duì)此您怎么看？
 
      何向明：鋰電技術(shù)是由材料決定的，是從材料中不斷進(jìn)化的電化學(xué)，鋰電進(jìn)步不是一蹴而就，也不是三天兩頭就有進(jìn)展出來(lái)，而是像蝸牛一樣慢慢爬行的過(guò)程。
 
      現(xiàn)在經(jīng)常說(shuō)有很多新技術(shù)取得這樣或那樣的進(jìn)展，但技術(shù)進(jìn)步突破需要長(zhǎng)時(shí)間的積累。任何行業(yè)的發(fā)展都是一個(gè)穩(wěn)步發(fā)展的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)室的突破也往往需要很長(zhǎng)的歷程轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。
 
      另外，任何電池技術(shù)都有天花板，技術(shù)好壞，市場(chǎng)是最好的檢測(cè)——用戶選擇和投資趨向，現(xiàn)絕大多數(shù)的新能源汽車都是鋰電池來(lái)驅(qū)動(dòng)。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 新能源汽車
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