近日,明星林志颖驾驶一辆特斯拉ModelX时发生严重的交通事故,随后车辆起火。尽管此次事故的具体原因仍待进一步调查,但该事件仍旧使得新能源汽车安全性问题再登“风口浪尖”。

随着新能源汽车的发展步入快车道,新能源汽车的安全问题显得更为重要,而动力电池技术升级是解决这一问题的关键。

新能源汽车渗透率屡创新高

今年以来,我国新能源汽车产业实现平稳快速发展,工信部数据显示,上半年,新能源汽车产销分别完成了266.1万辆和260万辆,同比均增长1.2倍。与此同时,我国新能源汽车保有量跨过千万辆大关。根据公安部发布的数据,截至6月底,我国新能源汽车数量已达到1001万辆,占汽车总量的3.23%。

尽管上半年新能源汽车产销受到疫情影响,但各企业高度重视新能源汽车产品,供应链资源优先集中供给,从目前发展态势看,整体产销完成情况超出预期。从全球来看,工信部数据显示,2021年全年新能源汽车销售完成352.1万辆,连续7年位居全球第一。根据弗若斯特沙利文的数据,随着新能源汽车迅速替代燃油车,预计2026年新能源汽车于中国乘用车市场的销量将首次超过燃油车。

从渗透率来看,数据更为惊人。2020年还在5.8%(乘联会数据)的低位徘徊,接下来的两年都是以翻番的姿态前进。尤其是进入2022年之后,每个月都是大跨度增长。连续几年占比翻番,仅就上升趋势而言,如今的新能源汽车似乎势头更猛,乘联会预测2022年渗透率将达到25%左右。新能源汽车在主流的大众消费群体中越来越受欢迎。

新能源汽车再陷安全争议

虽然市场前景一片大好,但对于新能源汽车来说,要想真正替代传统汽车,未来还有很长的路要走——亟待解决的就是安全问题

据新民周刊报道,就在林志颖发生车祸的前一天,杭州一辆黑色特斯拉Model 3与一辆丰田SUV相撞,撞击发生后,特斯拉车底大量冒烟,并蹿出火焰。7月,青岛一台特斯拉Model 3在直行状态下,遭到了转弯车辆的撞击,碰撞后发生起火。4月,大连一辆特斯拉与小车相撞,路过行人合力将伤者救出后不久,特斯拉起火烧成空壳。去年5月,广州一辆特斯拉Model 3撞树起火,司机轻微擦伤……

同样据新民周刊报道,发生类似事故的新能源车也不止特斯拉。去年7月,一辆蔚来EC6在上海浦东新区临港大道上撞击石墩后,车辆损毁严重并发生自燃,此次交通事故由于造成了车主身亡而备受瞩目。去年11月,一辆理想ONE追尾一辆蔚来EC6后车头燃起大火,前机舱严重烧毁。据不完全统计,比亚迪、吉利、长城欧拉、威马、广汽埃安等多个新能源汽车品牌均发生过碰撞起火或者自燃事故。

根据应急管理部近日公布的消息,2022年一季度新能源汽车火灾共计640起,较去年同期增长32%,高于交通工具火灾平均8.8%的增幅。按该数据计算,平均每天有超过7辆新能源汽车发生火灾事故

据近年来新能源车事故场景统计,新能源车的起火原因主要包括电池部件老化、外部碰撞、高温天气、热失控、高负荷等,其中,热失控是导致自燃起火的重要原因,也是最严重的安全事故。

那么,什么是热失控

说到这个问题,需要了解电池的构造。可以简单分为4个层级——材料、电芯、模组和系统,而热失控是指,电芯发生不可控的剧烈放热反应。通俗来讲是电池因为某种原因,导致电池的温度不可控地上升,进而突破临界点,发生起火甚至爆炸。

新能源汽车电池起火应对措施(平均每天7辆新能源车起火)(1)

图片来自于德邦证券研究所研报

热失控的触发原因可以分为两大类,内因和外因。内因是指电芯自身的问题,常见的包括老化造成的各种性能的衰退,如内阻增大,长期轻度不当使用造成的锂金属沉积等等,随着时间积累,这些问题会越来越严重。

新能源汽车电池起火应对措施(平均每天7辆新能源车起火)(2)

外因包括机械滥用、电滥用、热滥用。机械滥用,指的是在外力作用下,锂电池单体、电池组发生变形,自身不同部位发生相对位移。针对电芯的主要形式包括碰撞、挤压和穿刺。

电滥用,一般包括外短路,过充,过放几种形式,其中最容易发展成热失控的要属过充电。

热滥用,发生在电池组中典型的热滥用情况为局部过热。热滥用很少独立存在,往往是从机械滥用和电气滥用发展而来,还可能由连接器接触松动引起。

电池安全正加速走到“台前”

为了解决新能源汽车的电池安全问题,业界正积极开发固态电池,期待它能取代传统的锂离子电池。

​固态电池,就是指采用固态电解质的锂离子电池。

新能源汽车电池起火应对措施(平均每天7辆新能源车起火)(3)

图片来自于百家号@皆电

工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别,两者最主要的区别在于固态电池电解质为固态,相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。固态电池核心优势为高能量密度,据估计其单体能量密度最高能达到900Wh/kg,有望彻底解决里程焦虑问题;高安全性,许多无机固体电解质材料不可燃,聚合物固体电解质存在一定可燃风险,但相较于电解液安全性也大幅提高。

目前,已有比亚迪(002594)、蔚来汽车(NIO)、东风汽车(600006)、上汽集团(600104)、长城汽车(601633)等国内车企非常明确表示布局固态电池。

比亚迪(002594)的全固态锂金属叠片电池的配方和制备工艺已经开发完毕,并在持续优化中。同时在国内固态电池专利数量方面,比亚迪以76项专利居首位。

蔚来汽车(NIO)于2021年1月,发布了首款150kWh固态电池,宣布可实现360Wh/kg超高能量密度,今年将在ET7车型上正式搭载。

东风公司技术中心与赣锋锂电于2021年7月签订固态电池E70车型示范推广协议。今年1月22日,首批搭载赣锋固态电池的50辆东风E70电动车正式完成交付。不过限定示范运营使用,还未大规模量产。

上汽集团(600104)与Quantum Scape、Solid Energy、清陶等固态电池初创企业开展了战略合作。

长城汽车(601633)旗下的蜂巢能源也提出了非常具体的固态电池技术发展规划。

不可否认,从燃油汽车到新能源汽车,是能源升级的必然,时至今日,新能源汽车也在经历了前期的浮沉后,从无到有,再到成为定数,已经逐渐走进了人们的生活。在这种大势之下,我们希望悬在新能源汽车头上的“达摩克利斯之剑”——锂离子电池的安全性也能随着技术的进步,变得更完美些。

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