動(dòng)力電池安全問(wèn)題一直是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的痛點(diǎn)之一。為解決這一問(wèn)題，各大車企和電池企業(yè)相繼推出了“不起火、不爆炸”的動(dòng)力電池。目前市面上已經(jīng)有了比亞迪刀片電池、寧德時(shí)代811電池、廣汽埃安彈匣電池、長(zhǎng)城大禹電池等多個(gè)產(chǎn)品，自稱可以做到“不起火”或者“不爆炸”。
但從技術(shù)研發(fā)的角度來(lái)講，大多數(shù)“不起火、不爆炸”電池的技術(shù)仍屬于改良性研發(fā)。以大禹電池為例，其技術(shù)原理是在電池發(fā)生熱失控時(shí)，采取熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻等手段，以保障電池不起火、不爆炸。簡(jiǎn)而言之，就是在動(dòng)力電池發(fā)生熱失控時(shí)，將氣火流按照設(shè)計(jì)通道安全疏導(dǎo)出電池包外，類似于增加了一道散熱環(huán)節(jié)。
此前，車企和動(dòng)力電池企業(yè)對(duì)出現(xiàn)熱失控的電池往往采取防護(hù)以及封堵的方式，但由于單個(gè)電芯儲(chǔ)存的能量很大，如果采用封堵的防護(hù)方式，當(dāng)熱量達(dá)到一定程度后，極易造成相鄰電芯和相鄰模組發(fā)生熱失控。
與之相比，目前像大禹電池等主打“不起火、不爆炸”的電池技術(shù)已經(jīng)進(jìn)步了不少。但筆者認(rèn)為，目前“不起火、不爆炸”的電池更多的是結(jié)構(gòu)性創(chuàng)新，相當(dāng)于給易爆炸的電芯裝上了一個(gè)滅火器，并不保證100%的安全。因?yàn)橐阅壳暗募夹g(shù)來(lái)看，動(dòng)力電池做不到絕對(duì)的安全。
因而，一些企業(yè)將重點(diǎn)放在電池“不起火、不爆炸”上，也多少有些博取關(guān)注的成分。根據(jù)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》等標(biāo)準(zhǔn)，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火、不爆炸，留出逃生時(shí)間。若按照這一標(biāo)準(zhǔn)，目前市面上的動(dòng)力電池已經(jīng)足夠滿足要求。
事實(shí)上，當(dāng)前動(dòng)力電池除了要提升安全性能，更迫切的問(wèn)題是如何解決日益緊張的鋰資源問(wèn)題。國(guó)際能源署預(yù)計(jì)，2030年全球?qū)⒂?0%的鋰資源缺口。而就目前來(lái)看，未來(lái)5~10年內(nèi)，仍將是以三元鋰和磷酸鐵鋰為主的鋰離子電池的“天下”。這意味著，對(duì)鋰資源的搶奪將成為關(guān)乎車企未來(lái)命運(yùn)的關(guān)鍵。
眼下，鋰資源短缺已經(jīng)提前到來(lái)。今年8月底，蜂巢能源董事長(zhǎng)兼CEO楊紅新在接受采訪時(shí)表示：“目前動(dòng)力電池的產(chǎn)能缺口我覺(jué)得應(yīng)該在30%到50%，和不同企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有關(guān)系。今年、明年、后年，我們甚至預(yù)測(cè)一直到2025年動(dòng)力電池產(chǎn)能都將比較緊張。”
供不應(yīng)求之下，鋰電池上游原材料包括碳酸鋰、氫氧化鋰、電解液等都出現(xiàn)不同程度的價(jià)格上漲。如，碳酸鋰產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)上漲，最近一段時(shí)間更是幾乎每天價(jià)格都有變化，目前價(jià)格已經(jīng)接近19萬(wàn)元/噸，近一個(gè)月漲了50%以上，相比年初每噸5.7萬(wàn)元左右的價(jià)格，漲幅已經(jīng)高達(dá)233%。“一貨難求”成為了當(dāng)前鋰電池企業(yè)原材料采購(gòu)的現(xiàn)狀，很多原料生產(chǎn)企業(yè)的訂單已經(jīng)排到了明年。
鋰電池原材料價(jià)格上漲帶來(lái)最直接的影響是，企業(yè)毛利率的下滑，而企業(yè)為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)將會(huì)選擇兩個(gè)角度來(lái)維持合理的毛利率：一是降低制造成本，二是提高產(chǎn)品價(jià)格。除此之外，對(duì)于動(dòng)力鋰電池行業(yè)來(lái)說(shuō)，原材料價(jià)格的上漲和毛利率下滑會(huì)進(jìn)一步壓縮小型電池企業(yè)的生存空間。
隨著動(dòng)力電池的產(chǎn)能擴(kuò)張，未來(lái)關(guān)鍵原料可能無(wú)法跟上產(chǎn)能擴(kuò)張節(jié)奏，面臨“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)。所以動(dòng)力電池企業(yè)不能過(guò)分依賴分布不均的鋰資源，而是要多條路徑探索取材更便利、性價(jià)比更高、安全可靠性更強(qiáng)、性能更好的動(dòng)力電池技術(shù)和材料。
如果鋰礦資源不可持續(xù)，一是要求我們加快鋰離子電池循環(huán)使用體系的建設(shè)。目前一些機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始展開(kāi)對(duì)退役鋰離子電池進(jìn)行相關(guān)回收利用的研究，但技術(shù)還相對(duì)不太成熟；二是，加緊研發(fā)新型材料的動(dòng)力電池技術(shù)路線。除了三元鋰與磷酸鐵鋰為代表的鋰離子電池，多種技術(shù)路線正在蓬勃發(fā)展。比如寧德時(shí)代的鈉離子電池、蜂巢能源的無(wú)鈷電池，以及氫燃料電池、固態(tài)電池等?？偟膩?lái)說(shuō)，動(dòng)力電池只要具備了高可靠性和高安全性兩大基本特性就能夠滿足新能源汽車發(fā)展和市場(chǎng)需求。
發(fā)展多種動(dòng)力電池技術(shù)路線，除了能夠抗衡鋰資源的匱乏，也可以讓電池做到更安全。在現(xiàn)有的各種探索中，最有可能成為下一代動(dòng)力電池的就是固態(tài)電池。固態(tài)電池不一定是全固態(tài)，最終也可能是半固態(tài)或半液態(tài)。有研究表明，固態(tài)電池可縮短充電時(shí)間，并可通過(guò)去除鋰離子電池所使用的易燃電解質(zhì)溶液而使電池組變得更加安全。
不過(guò)，固態(tài)電池研究當(dāng)前仍耗費(fèi)巨大，而且在現(xiàn)實(shí)生活中也沒(méi)有相對(duì)可靠的應(yīng)用實(shí)例，預(yù)計(jì)將需要花費(fèi)多年時(shí)間才能解決應(yīng)用障礙，再普及到大眾市場(chǎng)。但令人欣喜的是，目前國(guó)內(nèi)外多家車企和電池公司都在持續(xù)對(duì)技術(shù)路線進(jìn)行多元化探索。多元化、理性發(fā)展的動(dòng)力電池行業(yè)，無(wú)論對(duì)我國(guó)新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略、消費(fèi)者的使用體驗(yàn)，還是對(duì)企業(yè)本身的可持續(xù)發(fā)展而言，都具有重要意義。
