满股经纶
2022.10.25 03:28

新能源汽車行業高速發展,鋰電池安全隱患亟待解決

portai
我是 PortAI,我可以總結文章信息。

與傳統燃油車不同,中國新能源汽車行業與歐美車企之間,沒有幾十年的技術底藴差距。中國的新能源汽車發展沒有喪失先機,大家的技術沉澱都差不多。相反,中國的新能源車行業在政策的扶持之下,研發精力更加集中,發展更加迅速,早在 2015 年,中國就以年銷 33 萬輛的絕對優勢登上了全球汽車銷售榜的榜首。而隨着 “雙碳” 目標的提出,交通領域的低碳減排迫在眉睫,進一步推動了國內新能源汽車行業的發展,或將助力中國實現汽車領域的彎道超車。

01 新能源汽車銷量連創新高,鋰電池安全問題備受重視

中國是全球發展最快的新能源汽車市場,根據中汽協發佈的 9 月汽車產銷數據,新能源汽車的產銷再創歷史新高,滲透率進一步提升。9 月份,新能源汽車產銷分別完成 75.5 萬輛和 70.8 萬輛,同比分別增長 1.1 倍和 93.9%,市場佔有率達到 27.1%。1-9 月累計完成產銷 471.7 萬輛和 456.7 萬輛,同比分別增長 1.2 倍和 1.1 倍,市場佔有率達到 23.5%。

(數據來源:中國汽車工業協會)

新能源車代表了汽車行業未來的發展方向,成長具有高確定性。但隨着新能源汽車的逐漸普及,動力電池的安全問題也越來越受到全社會的高度重視。因為新能源全車動力電池自燃、爆炸造成的事故層出不窮。根據國家應急管理部消防救援局的數據顯示,2022 年一季度,國內接報的新能源汽車火災共有 640 起,與去年同期相比上升了 32%,高於交通工具火災 8.8% 的同比增長,平均到每一天約有 7 例的新能源火災事故發生。

動力電池是新能源汽車的 “心臟”,而電池最關鍵的電芯由正極、負極、隔膜、電解液組成,正極材料主要有三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰。根據正極材料的不同區分不同的鋰電池,當前新能源汽車動力電池市場,三元鋰和磷酸鐵鋰電池兩分天下。兩種電池各有優缺點,三元鋰電池能量密度高,所以續航里程更長,但是成本較高,穩定性較差,電池循環壽命短。磷酸鐵鋰的能量密度較低,所以續航里程相對較短,但成本低,安全穩定性好。特斯拉新能源車的電池主要以三元鋰為主,而比亞迪則主要搭配磷酸鐵鋰電池。

(數據來源:方正證券)

由於三元材料的穩定性較差,耐高温的程度低於 300℃,因此更容易出現 “熱失控” 現象,這也是新能源汽車自燃甚至爆炸的主要原因之一。電池在發生熱失控之後,分解反應和化學反應會迅速發生,例如電極和電解質之間的反應、電池隔膜融化等,這些現象會釋放大量的氣體和熱量,單體電池發生熱失控反應後,進一步蔓延至電池組中的其他電池單體,造成鏈式反應。因此電池熱失控一旦觸發,新能源汽車的事故難以避免。當電池包發生故障,如何提升電池包的防火安全性能,是保證新能源汽車安全的重中之重。

新能源汽車的動力電池包是由多個電芯模組構成,而每個模組由幾個到十幾個不等的電芯構成。為了實現電池包的熱防護,每個電芯和每個模組之間都有絕緣阻燃組件。當電池發生 “熱失控” 時,絕緣阻燃組件能夠隔離熱源,避免模組內部的高温蔓延,因此絕緣阻燃組件性能的優劣對新能源電池包的安全至關重要。

02 雲母阻燃組件有效提高隔熱性,極大提升電池安全

塑料材料的阻燃組件是當前市場的主要發展方向,包括 PP、PA、PU、PC、ABS 等材質,以及它們組合而成的各種改良或複合材料。塑料料類的阻燃板具有較好的綜合性能,但在阻燃方面的性能其實並不盡如人意。動力電池的阻燃材料依舊在不斷地探索和發展中。

其中,雲母就是一種非常好的絕緣隔熱防護材料。雲母是一種巖礦物,具有非常好的絕緣、耐高温、耐高壓、抗鹼等性能,同時物理化學性能穩定,被廣泛用作電子、電氣工業上的絕緣材料。用雲母作為基材製作的雲母絕緣阻燃組件,用作新能源汽車電池中的安全防護材料,電絕緣性能和阻燃性大幅度改善,性能遠超市場上常用的塑料類阻燃板,能極大提升新能源動力電池的安全,有巨大的發展前景。

國內也有相關廠商在雲母阻燃組件的研發上取得了實質性進展。據悉,全球最大的合成雲母生產商環球新材國際(06616.HK)研發的合成雲母新能源電池絕緣阻燃組件產品近期已經開始供貨,此前其產品的耐高温測試指標達到 1,150℃,耐高壓擊穿指標達到 20KV/mm,性能遠超當前市場上常用的塑料類阻燃板。

隨着新能源汽車行業的高速發展,鋰電池的安全問題始終是阻礙行業進一步向前的主要障礙,以雲母作為基材的動力電池緣阻燃組件,具有出色的絕緣、耐高温、阻燃性能,對於提升鋰電池安全性能至關重要。合成雲母或將成為新能源電池絕佳的絕緣隔熱材料,具備廣闊的發展前景。

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