動力電池頻頻自燃背后：鈦酸鋰電池能否借此登陸乘用車市場？

圖片來自“123rf.com.cn”。4月21日晚，上海某小區車庫內一輛特斯拉Model S自燃，并蔓延至附近車輛；4月22日，一輛蔚來ES8也著火了...多起電動車自燃事件將電動車再次推上風口浪尖。甚至有網友爆料，電動車申請車位會受到物業的不公平對待。截至目前，特斯拉等公司并未對電動車自燃原因做出官方解釋。億歐汽車就此問題與國創城聯合創始人兼首席商務官李海波進行了對話。在他看來，特斯拉在三大動力系統中已經達到了很高的水平，但其產品卻不止一次出現自燃，這與其電池技術路線本身有關。特斯拉使用的三元鋰電池負極材料是碳基材料。在李海波看來，碳負極電池本身就是一種安全性不足的電池。清華大學高院士去年發表論文指出，動力電池充電狀態的正極會釋放氧氣，只產生較少的熱量，即電池不會被內部短路產生的熱量點燃；但當有負極時，強還原性的負極(碳基材料)會消耗正極產生的氧氣，產生大量熱量，最終導致整個電池的熱失控。一般來說，碳基材料是易燃的，嵌在碳基材料中的鋰會形成化合物LiC6，這種化合物與鋰接近，在空氣中可以自燃。所以鋰電池的安全短板是因為碳基負極材料的存在，這是材料本身的安全隱患。因此，國創誠選擇進入動力電池新領域:鈦酸鋰電池。鈦酸鋰電池:高安全性與低能量密度并存。如今，鋰三元和磷酸鐵鋰電池已經占據了中國動力電池行業90%以上的市場。作為一家新的動力電池廠商，國創城并沒有進入目前的主流市場，而是選擇專注于鈦酸鋰電池。當然這也是因為你的鈦酸鋰電池本身就有比較優勢。首先，相對于三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池只能通過外部控制系統來保證，鈦酸鋰電池是材料級的安全。李海波告訴億歐汽車，由于采用了尖晶石結構的鈦酸鋰，這種結構的材料在嵌鋰過程中幾乎沒有體積變化，嵌鋰電位比較高，所以即使在后期低溫、高倍率充電等惡劣使用環境下，鈦酸鋰電池也不會達到金屬鋰的析出電位，降低了形成鋰枝晶的概率和短路的風險。另外，即使內部發生短路，鈦酸鋰電池的溫度最高也只能上升到60℃，達不到電池燃燒的溫度水平。鈦酸鋰的主要成分是氧化鈦，本身不會燃燒。據李海波介紹，嵌鋰石墨陽極的燃燒放熱約為鈦酸鋰陽極的10倍。“鈦酸鋰電池即使燃燒，也是慢慢燃燒，不會爆炸。”他補充道。除了高安全性，李海波表示，鈦酸鋰電池還有另外三個優點:一是壽命長，高倍率充放電次數可達到其他類型電池的10倍甚至20倍以上；二是溫度范圍寬，低溫或高溫都能正常工作；第三，可以實現高倍率充放電，鈦酸鋰電池可以在10分鐘甚至5分鐘內充滿電，比三元鋰電池1小時的時間要短得多。既然有這么多優點，為什么國內主流汽車產品不使用鈦酸鋰電池？因為這種電池的能量密度與競爭對手相比太低了。國創程燦目前量產的鈦酸鋰電池能量密度為100Wh/kg，約為磷酸鐵鋰電池的70%~80%，僅為三元鋰電池的50%~60%。以特斯拉Model S為例。該車續航里程在500公里以上，但如果換成鈦酸鋰電池，可能只能跑300公里。此外，鈦酸鋰電池的成本高于三元鋰電池。所以基于能量密度和續航里程的乘用車廠商放棄了這個電池品類。鈦酸鋰電池的市場在哪里？雖然國創城于2016年11月注冊成立，其電池于2018年底正式投產，但據李海波介紹，該公司團隊成員從事鈦酸鋰電池的研發和生產已超過10年。他們只專注于這種電池的研發，因為他們看到了一個很大的市場機會。“從目前的客戶反饋來看，這是非常積極的，”李海波說。目前，國創城已與部分軌道交通公司達成批量采購協議，在新能源收割機領域拿下部分訂單，在物流等領域也有客戶。這些客戶的共同點是，安全是核心訴求和基本門檻，同時需要充分考慮經濟性和續航。據李海波介紹，鈦酸鋰電池電芯高倍率可達5萬次循環，遠超整車使用壽命。相比之下，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的高倍率充放電壽命一般只有幾百次，即使是低倍率充放電也只能達到上千次循環。因為國創成的客戶車輛更大，裝載電池的空間更大，對能量密度的要求相對較低。此外，李海波表示，12噸以上的插電式混合動力卡車今年也進入了國家對新能源汽車的補貼名單，這正在刺激國創在這一領域的發展。同時，他還表示，公司正在積極與一些客車制造商和重型機械制造商進行溝通。客車生產企業被鈦酸鋰電池在高倍率充放電和長壽命方面的優勢所吸引，而重機企業則看中了這類電池在高倍率充放電和寬溫度范圍方面的特點。此外，國創城還積極推動儲能市場。鈦酸鋰電池因其高倍率性能，具有很大的儲能調頻空間。據李海波透露，從長遠來看，國創城也有計劃進入乘用車市場。隨著多起自燃事件的爆發，未來乘用車是否會堅持將能量密度和長續航作為第一考慮因素還是未知數；在增程式電動車市場，鈦酸鋰電池的特性可以解決安全性和里程焦慮的問題；此外，預計未來2-3年，48V啟停系統將成為乘用車標配，鈦酸鋰也是啟停電池的最佳選擇之一。李海波表示，目前國創城最迫切的是工廠的產能擴張，公司現有的產能遠遠不能滿足現有的訂單需求。“我們非常看好鈦酸鋰電池的市場。”他補充道。圖片來自“123rf.com.cn”。4月21日晚，上海某小區車庫內一輛特斯拉Model S自燃，并蔓延至附近車輛；4月22日，一輛蔚來ES8也著火了...多起電動車自燃事件將電動車再次推上風口浪尖。甚至有網友爆料，電動車申請車位會受到物業的不公平對待。截至目前，特斯拉等公司并未對電動車自燃原因做出官方解釋。億歐汽車就此問題與國創城聯合創始人兼首席商務官李海波進行了對話。在他看來，特斯拉在三大動力系統中已經達到了很高的水平，但其產品卻不止一次出現自燃，這與其電池技術路線本身有關。特斯拉使用的三元鋰電池負極材料是碳基材料。在李海波看來，碳負極電池本身就是一種安全性不足的電池。清華大學高院士去年發表論文指出，動力電池充電狀態的正極會釋放氧氣，只產生較少的熱量，即電池不會被內部短路產生的熱量點燃；但當有負極時，強還原性的負極(碳基材料)會消耗正極產生的氧氣，產生大量熱量，最終導致整個電池的熱失控。一般來說，碳基材料是易燃的，嵌在碳基材料中的鋰會形成化合物LiC6，這種化合物與鋰接近，在空氣中可以自燃。所以鋰電池的安全短板是因為碳基負極材料的存在，這是材料本身的安全隱患。因此，國創誠選擇進入動力電池新領域:鈦酸鋰電池。鈦酸鋰電池:高安全性與低能量密度并存。如今，鋰三元和磷酸鐵鋰電池已經占據了中國動力電池行業90%以上的市場。作為一家新的動力電池廠商，國創城并沒有進入目前的主流市場，而是選擇專注于鈦酸鋰電池。當然這也是因為你的鈦酸鋰電池本身就有比較優勢。首先，相對于三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池只能通過外部控制系統來保證，鈦酸鋰電池是材料級的安全。李海波告訴億歐汽車，由于采用了尖晶石結構的鈦酸鋰，這種結構的材料在嵌鋰過程中幾乎沒有體積變化，嵌鋰電位比較高，所以即使在后期低溫、高倍率充電等惡劣使用環境下，鈦酸鋰電池也不會達到金屬鋰的析出電位，降低了形成鋰枝晶的概率和短路的風險。另外，即使內部發生短路，鈦酸鋰電池的溫度最高也只能上升到60℃，達不到電池燃燒的溫度水平。鈦酸鋰的主要成分是氧化鈦，本身不會燃燒。據李海波介紹，嵌鋰石墨陽極的燃燒放熱約為鈦酸鋰陽極的10倍。“鈦酸鋰電池即使燃燒，也是慢慢燃燒，不會爆炸。”他補充道。除了高安全性，李海波表示，鈦酸鋰電池還有另外三個優點:一是壽命長，高倍率充放電次數可達到其他類型電池的10倍甚至20倍以上；二是溫度范圍寬，低溫或高溫都能正常工作；第三，可以實現高倍率充放電，鈦酸鋰電池可以在10分鐘甚至5分鐘內充滿電，比三元鋰電池1小時的時間要短得多。既然有這么多優點，為什么國內主流汽車產品不使用鈦酸鋰電池？因為這種電池的能量密度與競爭對手相比太低了。國創程燦目前量產的鈦酸鋰電池能量密度為100Wh/kg，約為磷酸鐵鋰電池的70%~80%，僅為三元鋰電池的50%~60%。以特斯拉Model S為例。該車續航里程在500公里以上，但如果換成鈦酸鋰電池，可能只能跑300公里。此外，鈦酸鋰電池的成本高于三元鋰電池。所以基于能量密度和續航里程的乘用車廠商放棄了這個電池品類。鈦酸鋰電池的市場在哪里？雖然國創城于2016年11月注冊成立，其電池于2018年底正式投產，但據李海波介紹，該公司團隊成員從事鈦酸鋰電池的研發和生產已超過10年。他們只專注于這種電池的研發，因為他們看到了一個很大的市場機會。“從目前的客戶反饋來看，這是非常積極的，”李海波說。目前，國創城已與部分軌道交通公司達成批量采購協議，在新能源收割機領域拿下部分訂單，在物流等領域也有客戶。這些客戶的共同點是，安全是核心訴求和基本門檻，同時需要充分考慮經濟性和續航。據李海波介紹，鈦酸鋰電池電芯高倍率可達5萬次循環，遠超整車使用壽命。相比之下，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的高倍率充放電壽命一般只有幾百次，即使是低倍率充放電也只能達到上千次循環。因為國創成的客戶車輛更大，裝載電池的空間更大，對能量密度的要求相對較低。此外，李海波表示，12噸以上的插電式混合動力卡車今年也進入了國家對新能源汽車的補貼名單，這正在刺激國創在這一領域的發展。同時，他還表示，公司正在積極與一些客車制造商和重型機械制造商進行溝通。客車生產企業被鈦酸鋰電池在高倍率充放電和長壽命方面的優勢所吸引，而重機企業則看中了這類電池在高倍率充放電和寬溫度范圍方面的特點。此外，國創城還積極推動儲能市場。鈦酸鋰電池因其高倍率性能，具有很大的儲能調頻空間。據李海波透露，從長遠來看，國創城也有計劃進入乘用車市場。隨著多起自燃事件的爆發，未來乘用車是否會堅持將能量密度和長續航作為第一考慮因素還是未知數；在增程式電動車市場，鈦酸鋰電池的特性可以解決安全性和里程焦慮的問題；此外，預計未來2-3年，48V啟停系統將成為乘用車標配，鈦酸鋰也是啟停電池的最佳選擇之一。李海波表示，目前國創城最迫切的是工廠的產能擴張，公司現有的產能遠遠不能滿足現有的訂單需求。“我們非常看好鈦酸鋰電池的市場。”他補充道。

標簽：特斯拉Model S合創蔚來蔚來ES8

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