特斯拉烧完蔚来烧,盛行业界的高镍锂电池究竟是个什么方案

01

自燃

每一次电动车自燃,特斯拉股价暴跌后又慢慢涨。

每一次电动车电池自燃后,业界反思及进步,技术又慢慢往前跨出一步。

以往自燃都是发生在美国和加拿大,我们隔岸观火,幸灾乐祸。

这一次,特斯拉自燃发生在上海徐汇区裕德路的小区,离我很近了。上海车展的老记们都去采访,那个小区已高度戒备。

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特斯拉最近丑闻缠身。

上海工厂神速建厂利好消息出尽,先是员工英语骂人,叫客户out。然后是特斯拉车莫名自燃,还把停边上的私家车卷入,统统烧成骨架。

然后,据说是24小时不到,另一部蔚来ES8也自燃了,车烧掉半壁江山。

为何电动车会自燃?现有技术能否克服自燃?

这个源头就不是危机公关,而是要追溯到锂电池的配方。

02

三元配方

锂电池外观分为圆柱、方形,有硬壳、有软包。

因为业界对能量密度要求越来越高,密度做不上去的磷酸铁锂路线已经落伍了。

比亚迪去年业绩的衰落就是重注赌磷酸铁锂,忽视了三元,整个路线错误,企业受到惨痛教训。

2019年业界通行的方案是三元软包,电池能量密度做到180-220Wh/Kg。

“三元”指的三种金属元素混合。通用有钴、锰、镍、铝等。

三元是一个技术门类的统称。三种金属元素如何选,按什么比例搭配,就是配方学。各村都有各自的高招,秘不宣人。

主流分类是NCA和NCM。NCA是镍、钴、铝三元组合,NCM是镍、钴、锰三元组合。

特斯拉是NCA方案的强力支持者,中国大部分互联网造车厂商都是站NCM的队。

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所以,同为自燃事故,特斯拉的自燃与蔚来的自燃,应分成两条技术路线来检讨才对。

三元配方再往下追索,注意力就集中在镍上。

镍,是三元方案中的能量承载物。

早先配方,镍并不是十足的主力。拿NCM来说,材料可分为NCM111、NCM523(也有532)、NCM622、NCM811等。钴和锰,金属活性也不差的,也能上主力阵容。

为什么钴和锰渐渐干不过镍呢。

因为钴和锰在地球矿层中是稀有金属,钴在某些地方富集,被少数财团控制。锂电池行业起来后,钴在以每年30%的价格上涨,主要出货方向是中国大陆,锰价格也在猛涨。而销售端客户要求降价,造成中间制造商只能研发新配方,降低对贵金属的需求,控制成本。

特斯拉烧完蔚来烧,盛行业界的高镍锂电池究竟是个什么方案

镍,是地球普遍含有的元素,属于亲铁元素,在地球含量仅次于硅、氧、铁、镁,居第五。

故事到这里就好玩了。

03

高镍方案

整车商对续航里程要求越来越高。2019年国补方案,对300公里续航以下车型已经不补贴了。

300公里以上续航,势必要求更高的能量比,尾端效应影响到工艺学和配方学,直接带来高镍方案浮出水面。

镍方案属于高配比的有523方案、622方案、以及极致款811方案。

厂商一上来都要811方案,配方学的人就很纠结。

这里细说一下811方案,它并不是如表面数字所示,严格的811,而是镍:钴:锰为8:1.5:0.5。

电能量高、活性大、遇到空气就燃烧的钴,还是有点江湖地位的。

811方案在2019年登上应用层,是一个被商业催生的早产儿。配方能做出来,自动化流水线跟不上,中国厂商品控实力不到位,造成一致性不稳定,良品率紊乱。

拿陕西新能源电牛1号车来说,如果改用811方案,433块电池芯片合成Pack,好比一个军团433名士兵,一道指令下,123齐步走;一道指令下,123齐步停。

一致性不稳定的产品,指令之下,执行有误或者干脆不执行。

123人家齐步走,他不走,造成车辆无法启动。

123人家齐步停,他不停,造成电池包火花,形成自燃。

特斯拉烧完蔚来烧,盛行业界的高镍锂电池究竟是个什么方案

网上有篇文章说锂枝晶导致自燃的问题,深化开来,就是齐步停的时候动作不到位。正极士兵摆动,伸出的手还滞留在半空,每次都滞留,结果长成晶体,刺穿了隔膜。

04

固态电池

看到这里,大家想必还是心里有疙瘩。

高能锂电池是好东西吗?是好东西。

锂电池安全吗?品质过关,99.999999%的良品率,六西格玛标准,肯定安全的。

问题是成本与性能的平衡。大多数C端车的成本,支撑不了那么高的安全体系。做到95%良品率已经相当不错了,在日本体系这是废品。

这样的话,高能三元方案依然很麻烦,时不时有自燃出现,好比买彩票。

有的一辈子都没问题,有的说烧就烧了。

真正完全解决问题的方案是下一代锂电池,半固态或固态锂电池。

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它负极是以32位、64位碳原子组成碳膜结构,首先形成单原子的表膜,正向电阻接近为零,负向电阻无穷大。

然后3D旋转后,在电池内部形成螺旋形的介碳结构GDMC,笼住了电子,造成了大量连续且均匀分布的微孔作为电子门阀,因而具有良好的导电性。

阳极是硫元素。地球上普遍可见,各地适用性很强,不受矿产业牵制。

此技术预示着高硫方案与锂离子方案结合,即硫锂电池的未来。

最后难免向着科技人说一句:

实验科技是需要付出代价的,先行者需承担先行者的责任和道义,获取商业利益的同时扶植整个市场,包括安全标准。

《易经》云:安而不忘危,存而不忘亡,治而不忘乱。


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