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电池,是导致纯电动汽车火灾的根本原因吗?

2021-08-26 浏览次数:1,969 次 郑宜01

最近一段时间,电动车火灾事故冲击全球汽车产业。但是从统计上看,并没有证据表明电动汽车比内燃机车具有更高的火灾风险。然而,随着电动汽车的普及速度加快,火灾事故的发生频率确实有所增加。

随着电动汽车电池被指出是引发火灾事故的主要原因,消费者的焦虑情绪越来越高。直到现在,通常要求汽车制造商承担火灾事故的责任。而汽车厂商通常也会甩锅给电池供应商。由于智能手机和笔记本电脑等便携式电子设备的火灾事故在公众中广为人知,因此用户对电动汽车火灾的恐惧非常具体。

随着搭载50kW以上大容量电池的电动汽车的普及,业界对确保电池稳定性的担忧日益加深。根据韩国电力公司的数据,2021 年上半年首尔每户平均每月用电量为 225.5 千瓦时。这意味着电动汽车电池的能量密度非常高,需要一个家庭使用一个多星期的电量才能将一辆电动汽车充电到100%。

【1】锂离子电池,它是如何工作的?

锂离子电池主要用作电动汽车的电池,锂离子电池主要由电极、电解质和隔板组成。电极是储存锂的地方。电解质在负极和正极之间传输锂离子,隔板用于防止阳极相互接触。

锂离子电池在电动汽车的行驶/充电过程中是如何工作的?当从锂离子中分离出来的电子从负极移动到正极时,就会发生放电并产生电力来驱动电动汽车。相反,当锂离子从正极移动到负极时,就会发生充电。

如果在制造过程中出现问题或在使用过程中发生损坏,如果操作电池的软件设计不当,锂离子电池可能会着火。

特别是在电动汽车的情况下,电池的温度是一个问题。这是因为电解质(有机液体电解质)在高温下工作时具有高度挥发性和易燃性。如果在炎热的天气中行驶时受到外部冲击并且电解液泄漏,则火灾的可能性会最大化。

但是,与内燃机车一样,电动汽车火灾事故往往是由几个复杂的因素造成的,因此在大多数情况下,政府部门、汽车制造商和电池制造商都会展开详细调查。在很多情况下,由于技术问题和利益,电动汽车火灾事故的确切原因并没有公开。

【2】 电动汽车起火,电池供应商有不可推卸的责任

最近国外媒体报道的现代汽车公司Kona Electric和雪佛兰Bolt EV发生的火灾事故,相信都是由电池制造工艺引起的。

对于2月份的kona EV的火灾事故,韩国国土交通省宣布,LG能源解决方案在中国南京工厂最初生产的部分高压电池因制造缺陷而有起火的可能。负极 (-) 极片被折叠。

通用汽车表示,通过与 Bolt EV 等电动汽车大规模召回相关的 LG 公司制造过程和电池组拆解等额外调查,通用汽车发现除 LG 在忠清北的梧仓工厂外,LG 制造工厂生产的某些电池存在制造缺陷。召回是由于电池单元中可能同时存在两种罕见的制造缺陷,例如负极接头缺陷和折叠隔板缺陷。

【3】 电动汽车的电池也有不同的类型

目前电动汽车使用的锂离子电池有很多种形状,常见的有袋装型、圆柱型和棱柱型。圆柱形和棱柱形用硬质材料填充。袋型用口袋形式的薄金属结构保护密封的柔性箔。

圆柱形电池可以很好地承受高内压而不变形。并且价格低廉,有利于批量生产。但是,它比其他类型更重,缺点是在同一空间内放置不了很多电池,特斯拉主要使用圆柱形电池。

棱柱电池比圆柱形电池更安全、更轻,而且因为它们是矩形的,所以可以更紧密地包装。但是,生命周期比其他类型短,并且存在因受热而膨胀的可能性。

袋型比其他类型更轻,并且电池可以做得很薄,因此可以根据各种车辆的容量和设计自由设计。Kona Electric 和 Volt EV 中使用的电池组是袋式电池。

【4】磷酸铁锂电池,无钴电池,将会成为锂电池的替代品?

中国企业正在积极使用磷酸铁锂电池,与锂离子电池相比,磷酸铁锂电池的火灾风险相对较低。特斯拉也在中国制造的电动汽车中使用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池虽然比锂离子电池容量小,但起火风险低,制造成本低,有利于制造低成本电动汽车。

减少在锂离子电池中使用钴的方法也备受关注。许多全球汽车制造商,包括通用汽车,都在积极使用镍钴锰铝 (NCMA) 等稳定材料制造阴极材料。不含钴等的钠离子电池,也已浮出水面。

全固态电池作为下一代电动汽车电池备受关注。这是因为液态电解质被替换为固态材料,以防止因撞击而泄漏,能量密度也高于目前的锂离子电池。不过,业界预测,全固态电池商业化还需要三到五年的时间。

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