01
自燃
每一次電動車自燃,特斯拉股價暴跌後又慢慢漲。
每一次電動車電池自燃後,業界反思及進步,技術又慢慢往前跨出一步。
以往自燃都是發生在美國和加拿大,我們隔岸觀火,幸災樂禍。
這一次,特斯拉自燃發生在上海徐彙區裕德路的小區,離我很近了。上海車展的老記們都去採訪,那個小區已高度戒備。
![特斯拉燒完蔚來燒,盛行業界的高鎳鋰電池究竟是個什麼方案](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
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特斯拉最近醜聞纏身。
上海工廠神速建廠利好消息出盡,先是員工英語罵人,叫客戶out。然後是特斯拉車莫名自燃,還把停邊上的私家車捲入,統統燒成骨架。
然後,據說是24小時不到,另一部蔚來ES8也自燃了,車燒掉半壁江山。
為何電動車會自燃?現有技術能否克服自燃?
這個源頭就不是危機公關,而是要追溯到鋰電池的配方。
02
三元配方
鋰電池外觀分為圓柱、方形,有硬殼、有軟包。
因為業界對能量密度要求越來越高,密度做不上去的磷酸鐵鋰路線已經落伍了。
比亞迪去年業績的衰落就是重注賭磷酸鐵鋰,忽視了三元,整個路線錯誤,企業受到慘痛教訓。
2019年業界通行的方案是三元軟包,電池能量密度做到180-220Wh/Kg。
“三元”指的三種金屬元素混合。通用有鈷、錳、鎳、鋁等。
三元是一個技術門類的統稱。三種金屬元素如何選,按什麼比例搭配,就是配方學。各村都有各自的高招,秘不宣人。
主流分類是NCA和NCM。NCA是鎳、鈷、鋁三元組合,NCM是鎳、鈷、錳三元組合。
特斯拉是NCA方案的強力支持者,中國大部分互聯網造車廠商都是站NCM的隊。
所以,同為自燃事故,特斯拉的自燃與蔚來的自燃,應分成兩條技術路線來檢討才對。
三元配方再往下追索,注意力就集中在鎳上。
鎳,是三元方案中的能量承載物。
早先配方,鎳並不是十足的主力。拿NCM來說,材料可分為NCM111、NCM523(也有532)、NCM622、NCM811等。鈷和錳,金屬活性也不差的,也能上主力陣容。
為什麼鈷和錳漸漸幹不過鎳呢。
因為鈷和錳在地球礦層中是稀有金屬,鈷在某些地方富集,被少數財團控制。鋰電池行業起來後,鈷在以每年30%的價格上漲,主要出貨方向是中國大陸,錳價格也在猛漲。而銷售端客戶要求降價,造成中間製造商只能研發新配方,降低對貴金屬的需求,控制成本。
鎳,是地球普遍含有的元素,屬於親鐵元素,在地球含量僅次於硅、氧、鐵、鎂,居第五。
故事到這裡就好玩了。
03
高鎳方案
整車商對續航里程要求越來越高。2019年國補方案,對300公里續航以下車型已經不補貼了。
300公里以上續航,勢必要求更高的能量比,尾端效應影響到工藝學和配方學,直接帶來高鎳方案浮出水面。
鎳方案屬於高配比的有523方案、622方案、以及極致款811方案。
廠商一上來都要811方案,配方學的人就很糾結。
這裡細說一下811方案,它並不是如表面數字所示,嚴格的811,而是鎳:鈷:錳為8:1.5:0.5。
電能量高、活性大、遇到空氣就燃燒的鈷,還是有點江湖地位的。
811方案在2019年登上應用層,是一個被商業催生的早產兒。配方能做出來,自動化流水線跟不上,中國廠商品控實力不到位,造成一致性不穩定,良品率紊亂。
拿陝西新能源電牛1號車來說,如果改用811方案,433塊電池芯片合成Pack,好比一個軍團433名士兵,一道指令下,123齊步走;一道指令下,123齊步停。
一致性不穩定的產品,指令之下,執行有誤或者乾脆不執行。
123人家齊步走,他不走,造成車輛無法啟動。
123人家齊步停,他不停,造成電池包火花,形成自燃。
網上有篇文章說鋰枝晶導致自燃的問題,深化開來,就是齊步停的時候動作不到位。正極士兵擺動,伸出的手還滯留在半空,每次都滯留,結果長成晶體,刺穿了隔膜。
04
固態電池
看到這裡,大家想必還是心裡有疙瘩。
高能鋰電池是好東西嗎?是好東西。
鋰電池安全嗎?品質過關,99.999999%的良品率,六西格瑪標準,肯定安全的。
問題是成本與性能的平衡。大多數C端車的成本,支撐不了那麼高的安全體系。做到95%良品率已經相當不錯了,在日本體系這是廢品。
這樣的話,高能三元方案依然很麻煩,時不時有自燃出現,好比買彩票。
有的一輩子都沒問題,有的說燒就燒了。
真正完全解決問題的方案是下一代鋰電池,半固態或固態鋰電池。
它負極是以32位、64位碳原子組成碳膜結構,首先形成單原子的表膜,正向電阻接近為零,負向電阻無窮大。
然後3D旋轉後,在電池內部形成螺旋形的介碳結構GDMC,籠住了電子,造成了大量連續且均勻分佈的微孔作為電子門閥,因而具有良好的導電性。
陽極是硫元素。地球上普遍可見,各地適用性很強,不受礦產業牽制。
此技術預示著高硫方案與鋰離子方案結合,即硫鋰電池的未來。
最後難免向著科技人說一句:
實驗科技是需要付出代價的,先行者需承擔先行者的責任和道義,獲取商業利益的同時扶植整個市場,包括安全標準。
《易經》雲:安而不忘危,存而不忘亡,治而不忘亂。
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