电芯被爆存缺陷 特斯拉陷多重危机

时间:2018-9-12 12:09:00 来源:高工锂电网 添加人:admin

  近期,特斯拉麻烦不断,从电芯到整车再到工厂都被爆出了一系列的问题。

  日前,特斯拉前技术部门员工Tripp爆料称,特斯拉电池工厂在生产环节存在严重缺陷,生产的电池产品并不完善,很可能会威胁到驾驶员的生命安全。

  Tripp在Twitter上发布数十张照片和文字称,特斯拉将被刺破的电池重新封装以次充好装入了数百台Model3中,并披露了一些涉及到残次电池车辆的VIN码,称上述汽车就可能装配了被刺破、拥有凹陷或是破损的组件。

  不过,对于这个惊天爆料,特斯拉在却一份声明中表示:“就像我们之前强调的那样,这些说法是错误的,特里普甚至对他自己所谓的安全声明没有任何了解。任何一辆Model3都没有使用过破裂有损坏的电池,所有的VIN都经过了电池安全验证,任何一辆Model3都不存在电池安全性问题。”

  为了证明自己的电芯没有安全事故,特斯拉还申请了一项新专利,通过隔离有缺陷的电池芯,防止其对功能正常的电池芯产生负面影响,进而提高电池的安全性。

  不过,电芯安全问题还没有解决,特斯拉又被曝出其当前热销车型Model3需要大量返工,产品的首次检查合格率(FPY)仅14%。

  前不久,特斯拉刚刚宣布在第二季度其Model3产能取得了“里程碑”式胜利,Model3周产能实现了5000辆的目标。然而外媒报道称,特斯拉在6月最后一周达到其关键生产目标,但单周生产的5000辆Model3汽车中有4300多辆需要返工,产品的首次检查合格率(FPY)仅14%。

  同时也有多位车主表示,他们的Model3才刚提不久就出现了包括系统、转向信号、互联网等多个零部件出现问题不得不返厂维修,这也之间验证了外媒报道特斯拉Model3产品合格率低的问题,这表明Model3在设计和制造方面可能存在较大问题,产品还不成熟。

  除了电芯存在安全问题和Model3产品合格率低以外,特斯拉的麻烦还不止于此。

  8月23日,特斯拉位于美国加利福尼亚州的汽车工厂发生火灾,一个废料堆被点燃,烟雾冲天,所幸火在造成重大损失前被扑灭。而在过去一年中,特斯拉加利福尼亚州弗里蒙特工厂内外已经发生了多起火灾,这表明其汽车生产工厂在生产管理方面存在重大缺陷。

  客观来看,特斯拉所面临的麻烦在短期内都难以解决,尤其是电芯安全问题对其影响深远,甚至有可能导致特斯拉遭遇重大安全危机。目前,特斯拉所采用的电芯可以说代表了当前锂离子电池的最高水平,但其一系列事故表明在大规模生产制造和批量应用情况下,依然存在诸多安全风险,这对中国动力电池企业而言也是一个警醒。

  如果中国动力电池企业不重视电芯安全问题而盲目追求能量密度提升和大规模扩充产能,一旦发生电池安全问题致人死亡的事故,将会对中国新能源汽车行业产生致命打击。

  下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。

  1、新型二维柔性锂电池负极材料研制成功

  8月22日,中国科学院生物能源与过程研究所消息,青岛能源所黄长水研究员带领的碳基材料与能源应用研究组首次设计合成了氟取代的石墨炔二维碳材料,应用于锂离子电池负极,显示出优异的电化学储能性能。相关成果已在线发表于《能源与环境科学》上。

  目前已知的二维电极材料往往具有致密的原子排布,这使得锂离子在层间的传输遇到较大的位阻,从而导致较低的功率密度和能量密度。

  该研究组在不同基底上制备石墨炔、氮掺杂石墨炔、石墨炔负载铁。研究人员更是成功将氟原子引入石墨炔结构当中,制备得到新型碳基柔性电极材料,可极大推动穿戴智能设备等所需柔性电池的发展。通过氟取代,使得石墨炔分子孔道扩大,从而具有优良的离子传输通道;同时,保留了石墨炔的基本框架和二维平面结构中的共轭体系,使其材料具有优异的导电性和载流子传输特性;尤其是碳氟键具有优良的循环储锂能力,不仅增加了材料的储锂位点,同时碳氟键与电解液具有很好的相容性,可以大大降低界面阻抗,从而提高循环稳定性。

  点评:为进一步提高电池能量密度,电池企业都把硅碳负极作为下一代负极材料的首选。但近期市场信息透露,硅碳负极在动力电池领域的应用情况并不理想,电池企业已经放缓甚至停止硅碳的采购和生产。业内人士表示,石墨负极其实还有进一步提升的空间,同时也有其他新材料可以优化负极性能,该新型负极材料或许将得到电池企业的极大关注。

  2、二氧化硅或能防止锂电池电极接触起火

  锂离子电池存在着火的风险,科学家们想出了一种方法来阻止受损的锂离子电池着火。

  通过使用添加剂与传统电解质,橡树岭国家实验室的研究团队有效地提出了抗冲击电解质。在撞击时,该改性电解质固化,防止电极接触。当用于电池时,由损坏引起的火灾的可能性大大降低。

  具体作法是通过在添加电解质和电池密封之前简单地将二氧化硅添加剂注入电池来巧妙地避免这种情况,二氧化硅有助于电池在撞击时变硬。这里使用的添加剂是完美的球形,200纳米宽的二氧化硅颗粒,悬浮在普通液体电解质中,形成胶体。

  该研究得到了美国能源部高级研究计划局-能源和橡树岭国家实验室的支持。它将于本周在马萨诸塞州波士顿举行的第256届美国化学学会全国会议和博览会上展出。

  点评:为了防止锂离子电池热失控发生起火,采用固态电解质和导热硅胶等材料是电池企业认为可行的路径之一。在电解液中添加二氧化硅这种添加剂,使电解质固化防止电极接触从而降低电池起火的可能,这与直接采用固态电解质存在一些区别,但依然值得尝试。

  3、本田首次采用液冷散热系统

  据外媒报道,本田汽车公司今年推出的2018款Clarity插电式混合动力车(PHEV),其电池组配备了液冷散热系统,这是该公司首次采用液冷散热系统,因为本田现有的混合动力车(HEVs)以及插电式混合动力车的电池组采用都是风冷散热系统。

  该Clarity插电式混合动力车的IPU(智能动力单元)由锂离子(Li-ion)电池组、直流-直流转换器(DC-DCconverter)以及ECU(电控单元)组成,用于控制车身地板底下的电池。此外,本田还将电池的能量密度(Wh/L)和能量输出密度分别增加了110%和40%。因此,本田电池组开始采用液冷散热系统,散热效果比风冷散热系统高约250%,可有效冷却电池组。

  具体来说,Clarity插电式混合动力车的前格栅内部安装了特殊的散热器,而且电子水泵给位于电池组下方的水箱供应冷却液。之后,此冷却液用来冷却DC-DC转换器,充电器等等。当电池组不需冷却时(如,电池使用外部电源进行充电时),三通阀会将冷却液送往旁路。利用此机制,包括电池组在内的整个IPU都可有效散热。

  点评:随着电池能量密度的提升,电池因碰撞或其它原因引发的起火风险也不断提升,因此采用液冷散热系统在某种程度上可以降低电池安全风险。但是液冷散热系统非常复杂,对整车设计要求也比较高,因此并非所有的电池企业和车企都有把握应用这种技术,也不是所有的车型都需要和适合,否则将会增加新的安全隐患。

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