电池效率和安全难兼顾 王传福守底"热失控"

    11月9日，美国豪华纯电动车制造商特斯拉在官方网站上挂出一篇田纳西州医生朱利斯·柴山的博文，详细叙述了3天前其驾驶特斯拉Model S时起火的经历。

    这是时隔一个月，特斯拉网站第二次引用车主对事故经过叙述的博文——Model S在这期间，连续发生了三次车头起火事故。10月4日第一次起火后，特斯拉曾用一篇名为《Model S Fire》(Model S之火)的车主文章来公布事故经过。

    朱利斯·柴山回忆称，他驾车在高速公路上撞上拖车车钩，5分钟后车头起火，逃离座驾。事故严重打击了资本市场信心，特斯拉创始人埃隆·马斯克的个人财富两天内蒸发15亿美元。

    Model S的三起事故均被确认为电池起火。“电池起火的原因有很多，不过终结原因都是电池热失控，不管是挤压还是穿刺，电池急速升温致其达到无法承受的温度。“中国汽车技术研究中心副主任吴志新对《21世纪经济报道》说。

    特斯拉采用了镍钴铝酸锂电池（钴酸锂电池），是目前公认的应用到量产纯电动汽车上热稳定性最差的动力电池。比亚迪创始人王传福出身电池工程师，曾对主流电池路线进行对比，因热稳定性缺陷而避开钴酸锂电池路线，选择了磷酸铁锂电池。

    但动力电池路线目前还是一场赌局，无法确定哪种更有前景。“如果细分锂电池的配方，现在有无数种，也有无数人在研究，很难对未来发展做评估。“吴志新说。

特斯拉电池180度会分解成氧

    11月6日，特斯拉Model S发生第三次起火事故后，马斯克没有再像前两次一样站出来为其辩护。据美国媒体报道，此次事故后，特斯拉Model S已成为监管部门的重点关注对象。

    特斯拉采用的钴酸锂电池在目前量产的纯电动车型中很少见，据动力电池生产企业深圳长河动力技术公司副总经理张少勇11月12日称，中国和美国的动力电池基本都采用磷酸铁锂电池，日本的是三元材料系列。特斯拉电池供应商即为日本松下电池。

    目前市场上主流的动力锂电池分为三大类：钴酸锂电池、锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。《21世纪经济报道》记者在一家电池企业的研究部门获取了一份对比报告，其对目前市场上应用较广的动力锂电池进行评估后显示，三种电池热稳定性大相径庭。

    报告显示，钴酸锂电池在高温下最不稳定，磷酸铁锂电池最稳定：当温度达到180度时钴酸锂电池就会分解成氧，放出大量的热能而可能爆炸；锰酸锂电池分解温度高于钴酸锂电池；磷酸铁锂电池达到600度结构依然稳定，不释放氧气。

    吴志新表示，热稳定性表现为耐温性，有些电池耐温性高一些，有些耐温性差一些，耐温性差的更容易热失控，引发起火等事故。

    热失控是电池故障的一种整体性表现，发生在电池内部的可能是被挤压、穿刺或过度充电后使电池内部发生了短路；另外，电解液膜也有一定的温度限制，超过临界点即有可能起火。

    钴酸锂电池广泛应用于手机电池和笔记本电池等用电量较小的产品，使用到汽车上后，特斯拉不得不配备一套专门的热控制装备进行冷却。

电池效率和安全无法兼顾

    特斯拉采用钴酸锂电池的一个重要原因是：电池能量密度高。钴酸锂电池能量密度可以达到150-160瓦时/千克，磷酸铁锂电池只有100-110瓦时/千克，锰酸铁锂电池介于两者之间。

    电池各有优劣。对于电池路线的选择，很大程度上取决于汽车厂家的理念。比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞向《21世纪经济报道》透露，尽管比亚迪选择了能量密度较低的磷酸铁锂电池路线，但磷酸铁锂电池的能量密度在五年前只有70-80瓦时/千克，目前比亚迪能做到104瓦时/千克，所以劣势也不是绝对的。

    特斯拉因为定位豪华电动汽车，而且对续航里程要求更高。目前特斯拉量产车型用电池容量来划分车款：40kwh、60kwh和85kwh，对应三种续航里程车款分别为：256公里、370公里和480公里。

    相对于马斯克的冒险，王传福选择了相对保守的路线。比亚迪为了让纯电动汽车e6电池容量达到60kwh，用了600公斤电池。增加的整车重量导致同样是60kwh，比亚迪e6的续航里程只有300公里，比特斯拉短70公里。

小单体还是大单体？

    特斯拉电池供应商松下电池走的是18650小电池路线，电池单体即为日常生活中常见的圆柱形电池。因其对电池有较成熟的生产工艺，单体应用于非动力电池上时，稳定性较为出色。

    但特斯拉应用到汽车上后，需要用到7000颗小电池才能组成电池包。“电池包内部电池单体数量越多，对电池包的管理也越复杂，对电池包的管理系统提出了更高要求。“据张少勇称，目前市场化的大部分纯电动车都采用大电池路径，包括比亚迪的混合动力和纯电动车、通用的Volt、日产的聆风等。

    特斯拉考虑的是，当单体损坏需要更换时，小电池能发挥成本优势。“一个大电池可能相当于100个小电池，一个大电池坏了相当与100个小电池坏了，都得换。如果一个小电池坏了，就只换1/100。“一位对小电池路径的行业支持者说。

    比亚迪是大电池的推行者，e6上装载的600公斤电池，实际只有96节电池单体。“之所以松下采用小电池，因为其用的是钴酸锂电池，热稳定性差，如果做得更大会更加难以控制。“上述人士认为与其采用的电池材料、配方有关。

    单体电池的大小一直是业内争论不休的难题。上海捷新动力电池系统公司工程部副总监王英认为，电池好有三个评定要素：工艺、设备和经验，松下的18650小电池单体是公认非常成熟的。但如果大电池能够达到这样的效果，大电池会有更好的前景。

    近日，特斯拉与松下签订协议，计划在未来4年内向松下采购18亿颗汽车用锂电池，供应数量为2011年协议中的三倍多。

    而特斯拉仍然要面对的问题是，如何将电池包中的电池单体管理好。特斯拉的核心技术被认为是电控系统，对电池包的管理研究多时。但做电池起家的王传福批评产业链中关键性环节分离的模式，“电池通过采购，而管理系统又由另外一帮人做，很难做到天衣无缝。“

    电池技术路线决定了纯电动车的发展潜力，日系车企大部分采用锰酸锂电池，国内车企大部分采用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂在能量密度上低于锰酸铁锂电池，但在使用寿命反之。锰酸铁锂电池在50度环境下，正极的锰会熔解进电解液，缩短寿命；而磷酸铁锂因为采用三价铁，无法再进行化学变化，寿命更长。