今年夏天的新能源汽车行业并不平静,仅仅7月、8月这两个最热的月份,因为过热而导致的电动汽车自燃甚至爆炸事件就发生了近30起,平均下来两天就有一起事故出现。人们不禁开始怀疑,新能源汽车以及它们常用的各种锂离子电池,到底靠不靠谱。

宁德时代在疑虑?

在频繁的自然事故面前,且不说生怕成为下一个目光焦点的新能源汽车厂商和消费者,电池供应商们也直冒白毛汗,开始重新认真考量各种配方电极材料的安全性问题。于是,在自称“内部人员”的好事者一番道听途说下,我们甚至看到了这样的迷惑言论:

莫名其妙变成当事人的宁德时代自然马上站出来否认:“宁德时代肯定不会放弃811,这是动力电池争取主导权和话语权的必选之路。如果放弃了811,那就是放弃了高端市场。”

自从9月7日大跌之后,宁德时代的股价就没有回复过之前的水平。(来源:新浪财经)

说是这么说,但同样心存疑虑的投资者可不给宁德时代机会。纵使很久之前就提过“各种电池都会参与研发”,宁德时代的股价还是在9月7日大跌9%,知道现在都没缓过劲来……

NCM811真不靠谱吗?

当然,回过头再看宁德时代的澄清,他们似乎也没说会不会把更多精力投入到NCM811电池以外的地方。不管其决策究竟如何,我们最好还是把话题扳回正轨:NCM811电池真的适合当下吗?

只看理论极限,NCM811电池的能量密度大约能达到300Wh/kg级别,目前实用领域的上限则大概是200Wh/kg出头,仍有一定发掘潜力。不过,考虑到“镍含量越高,热稳定性越差”的经验规律,短期内车载NCM811电池应该不会有能量密度的大幅提升。

反观稳定度稍高的NCM523电池和磷酸铁锂电池,二者的热稳定性相对较高,但对应地,能量密度又不及NCM811。夹在中间的NCM523暂且不提,就拿比亚迪绞尽脑汁省去一级结构的磷酸铁锂刀片电池来看,其能量密度也不过是和当下主流的三元锂电池相近(180Wh/kg左右)而已,长期来看很难再继续挖掘更多潜力。

排除温度控制失效这类低级失误,电池出现过热故障的核心原因依旧在于电芯的材料和设计。这一点各种三元锂电池出现隐患的几率差异反而可能不大——有问题的位置往往都是晶体不按预想生长所致,这一点与材料配比数量级接近时关系不大;而让NCM811事故发生率更高的,还是更高的镍含量。

人们对电池热失控,最深层的恐惧在哪里?自然是发现问题却来不及自救。在镍钴锰三元锂电池的体系下,镍的含量与电池耐热性(直观点就是火势蔓延的速度)正相关,NCM811电池确实是目前常见动力电池中最危险的;但是,从热力学第二定律的表述我们就应该认识到,一个体系混乱度越低、储能越高(不妨想象一下充满电的电池),其稳定性越差。就算NCM811因为最近的各种事故被放弃,只要人们对高能量密度的追求继续下去,未来也还会有类似的背锅角色出现。

没有其他出路吗?

以电带油的其他方案有是有,但在现有的技术环境下,可以的替代除了换电似乎都难以大规模实施:固态电池现在仍然处于材料探索阶段,跟大批量生产级别的实用度还有距离;氢燃料电池一如既往地被燃料本身卡着脖子;太阳能汽车的情况也差不多,只要光伏电池效率跟不上,它最多只能作为一种辅助手段……

所以,在现在的技术体系下,如果真的担心高能量密度电池的安全问题,以换电模式弥补本身续航不足,也许是最好的互补方式。汽车只会在地表附近奔驰,我们没有必要把它们当成毫无后援的宇宙飞船来设计。在续航能力不那么丢人的前提下,在需要时直接更换设计高度统一化的电池,不仅安全问题得到改善,补充能源的速度也更高,何乐而不为?