电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
“电动车用动力锂离子电池要达到车规级。”我国汽车工业协会原常务副会长董扬的呼吁，尽显车规级动力锂离子电池的必要性。
前不久，来自整车、动力锂离子电池、电池材料、电池装备、电池系统等方面的专家代表在“车规级锂离子动力锂离子电池系列标准研讨会”上，共同向行业主管部门提议，尽快启动相关项目。
在我国汽车市场，动力锂离子电池行业随新能源汽车的推广一路高歌猛进，为甚么此时行业人士将焦点放在了“车规级”上?
■从消费类电子到电动车传统要求无法满足现有使用场景
“符合汽车使用需求的零部件含义为车规级”，行业人士关于车规级的概念应当并不生疏。董扬称，就汽车用动力锂离子电池而言，应当有以下要求：一是产品合格率应达到ppm级;二是产品一致性应达到可不分档使用;三是产品的耐候性，应能满足汽车产品在南方北方、冬天夏天的使用要求;四是产品的耐久性，应达到10～15年;五是产品的成本，应当在大批量使用的前提下，比原先在其他范畴使用降低1个数量级。
中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教解析称，2013年，我国动力锂离子电池公司惟有40余家，且基本是从3C锂电池范畴转型而来。之后，由于新能源汽车产业聚集爆发，加之政策支持，2015～2016年动力锂离子电池公司投资布局达到高峰，当时全国动力锂离子电池公司超过200家。公司数量高速上升的背后不仅仅是行业格局散乱、产量盲目扩张、粗放野蛮发展的现象——我国动力锂离子电池创新联盟副秘书长、我国电动车充电基础设施促使联盟副秘书长王子冬告诉《我国汽车报》记者，从消费类电子产品到电动车，使用场景的不同导致了对动力锂离子电池要求的差异，但之前行业并没有意识到这一点。比如，由电池单体变为成百上千个一起使用，一致性要求大大提高;在室外使用，耐候性的要求大大提高;整车使用寿命远高于一般家用电器，动力锂离子电池寿命需提高;此外，动力锂离子电池还要更低的成本和更高的产品合格率。
从某种意义上说，消费类电子产品没有规定而电动车提出要求的内容，决定了什么是车规级。比如，消费类电子产品对电池按照A、B、C、D、E等级进行分类，但电动车用动力锂离子电池根本不准许分级，而是追求合格率，并且非得是100%合格。
提出要做车规级动力锂离子电池的蜂巢能源，对车规级也有自己系统的沉思。“车规级动力锂离子电池厂需差别传统电池厂，规划之初就以汽车为服务目标。”在蜂巢能源总经理杨红新看来，非得制定全新的电池制程规范和工艺标准，以达到车辆使用的安全要求。王子冬坦言：“这些概念都是车规级层面，而非一般电池层面的要求，传统的汽车行业质量管理体系已不再适用于当下的发展。”
■妨碍行业健康发展达标车规级迫在眉睫
单体锂电池在消费类电子产品范畴的表现尚可，但当其紧要使用场景转为电动车，要几百甚至上千个电池串、并联使用时，很多问题就开始凸显。缺少车规级意识，导致电动车产业在发展过程中遇到了诸多挑战，比如产品安全性、可靠性、一致性、适应不同气温等方面。董扬表示，锂电池自身化学反应的特殊性及复杂性，电芯制造过程中的环境控制的复杂性以及车辆使用的恶劣条件是造成上述问题的共同作用因素，它们严重妨碍和影响了行业的健康发展。
新能源汽车起火事故频发，私人消费市场对产品接受度不高等问题的萌生，在一定程度上就源于此。王子冬告诉记者：“从设计开始，我们对动力锂离子电池的认识就有问题，认为产品做出来就存在不一致，但车规级电池不准许不一致。这两种理念完全是不一样的，所以才出现这么多问题。”
举例来看，传统消费类电子产品的电池单体容量一般2.8～3.2Ah;动力锂离子电池单体则通常超过50Ah，纯电动车单体容量可达100Ah，其电芯失效几率比消费类锂电池至少放大200倍。换言之，倘若消费类电池单体存在万分之一电芯安全失效可能，使用在动力锂离子电池上就是2%。这样高的安全隐患，是任何一家车企都不可能接受的。
■车规级是系统工程行业非得奋力追赶
王子冬向记者强调，车规级不是一项标准，而是一个系统工程，涉及很多方面，包括材料级别、装备、电池结构设计、使用、维护、后期利用、回收等。据他解析，2018年行业就启动了实现动力锂离子电池车规级的相关工作，成果之一便是今年十月二十五日，我国汽车工业协会、我国汽车动力锂离子电池产业创新联盟与我国电动车充电基础设施促使联盟组织编制的《电动车安全指南》(2019版)(以下简称“《指南》”)。据知道，《指南》从电动车全产业链条和全生命周期入手，梳理了电动车的各种安全风险，参考现有国际国内相关标准，汇集一线专家的经验编制而成，目的是给从事电动车开发和加工公司从业人员，以及服务保障人员和广大消费者进行指挥和供应参考。
动力锂离子电池要怎么样达到车规级，董扬有更为具体的表述：“一方面，要在产品的设计过程中充足考虑使用要求，进行精细的设计和充足的实验验证;在制造过程中，要采用可以保证产品性能一致性的工艺与装备，非得建立严格的质量管控体系;同时还要严格控制成本，原材料和制造设备的选择，都要兼顾成本和性能、质量。另一方面，性能、质量和成本的综合平衡要从全产业链和全生命周期来考虑。要考虑在哪一道工序采取措施可达到更好的效果和更低的成本。不但要在产品设计制造过程中达到性能、质量和成本的综合要求，还要在产品使用过程中，进行必要的维护和教会使用者要怎么样使用。要达到车规级，我们要全产业链和全生命周期的生态，车规级绝不单单是对电池单体的设计、制造要求。”
关于动力锂离子电池上下游产业链协同发展的问题，行业已形成基本共识。一汽集团新能源开发院电池研究所主任孙焕丽呼吁：“汽车制造商应与电池公司开展密切合作，更深入地知道电池单体，进行更全面的评估;电池公司应当研究相应的用户需求，对电池性能做精细化开发。”
王子冬表示：“国外公司已搭建起动力锂离子电池车规级标准体系。我们今朝非得奋力追赶，避免‘起个大早、赶个晚集’。”
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