行业新闻|三元锂电池热度多长“起火”，磷酸铁锂电池有希望赶超吗？

    愈来愈高的电池能量密度虽然在一定水平上消除了销售市场的“里程焦虑”，可是随着衍生而出的电池安全性能难题的暴发，却也在某种意义上为产业的良性發展埋下了“灾难”的種子。

    瞬间的爆燃，产生的不仅仅是一种惊恐，更加是对新能源汽车的一种警告。在经历了“数量”增长的历史环节之后，当今的新能源汽车产业俨然现已走到了“质量”拷問的关键期。近期，因为电池存有着火风险，韩国现代汽车公开了旗下KONA电动汽车的第二次规模性召回计划。

    根据现代汽车这次公开的KONA电动汽车召回计划，此次召回涉及到在韩国国内售卖的所有KONA电动汽车，预估召回规模达3.3万辆，以完全彻底更換其配备的LG化学旗下动力电池。据悉，这是现代汽车继去年10月在全球性召回7.7万辆KONA电动汽车，开展电池相关软件更新后，第二次因为电池难题召回同款车系。

    从现阶段的情况看来，首次电池管理系统的更新，似乎并沒有阻止起火燃烧安全事故的持续出现。数据统计表明，自2018年以来，KONA电动车现已在全球性范围内发生了15起电池充电起火燃烧安全事故。毫无疑问，这些安全事故的矛头，直指韩国电池巨头LG化学。而在LG化学的身后，则是对三元锂电池的一场“社会公众审判”。

    “三元锂电池”成“起火燃烧主角”

    众所周知的是，做为新能源汽车的关键部件，动力电池技术方案的争论始终存有。其中三元锂电池不仅仅能量密度高，能够直击电车的续航困扰，还在国家补贴政策上占有天然的优越性，长期以来在销售市场中都是主流的存有。

    然而，鉴于电池中镍元素的比重大，活跃度高，三元锂电池也伴随着销量的上涨，不断显现出安全性能差，非常容易“热失控”的缺点。从原材料混合比例的特点看来，三元锂电池分为了多个体系，包括NCM811、NCM622、NCM523。在现代汽车这次召回事件中，KONA电动车配备的正是来自于LG化学的NCM622型三元锂电池。

    从原材料占比的特点看来，NCM811的镍占比毫无疑问还要高于NCM622电池，虽然能量密度更大，可是安全稳定性也随着越差。现阶段，配备了NCM811电池的车系，包括理想One、小鹏P7、宝马iX3以及特斯拉Model3国产版在内的新能源车型车系等基本上无一幸免，均出现过起火燃烧安全事故。

    这其中，国产特斯拉Model3和ModelY的电池型号也恰好是来源于LG化学的NCM811电池，而蔚来、小鹏则选用的是宁德时代的NCM811电池。

    由于电池存有安全风险，特斯拉以后也公布了配用安全性更高一些的磷酸铁锂电池的国产Model3，而小鹏P7与蔚来也被爆料或将考虑公布磷酸铁锂版车型的讯息。磷酸铁锂电池迎来了“春天”

    由此可见，随着着自燃安全事故愈发频繁，由于安全性差的薄弱点，三元锂电池的“木桶效应”也越来越明显。而此时此刻，被三元锂电池压制一头的磷酸铁锂电池，在不断补足续航薄弱点以后，也迎来了了爆发性的春天。

    依据中国汽车动力电池产业自主创新联盟公布统计数据表明，2020年国内动力电池装车量总计63.6GWh，这其中三元电池装车量总计38.9GWh，同比下降4.1%，磷酸铁锂电池装车量总计24.4GWh，同比增长20.6%。尽管在市场占有率上，磷酸铁锂电池还落伍于三元锂电池，可是其同比49.2%的增长幅度，也让业内发出声音预估，2021年磷酸铁锂的装机量在大概率上将超出三元锂电池。

    根本原因有二：一是在目前畅销的新能源车型中，五菱宏光MINI、特斯拉Model3磷酸铁锂版，还有比亚迪汉EV等车型均是选用的磷酸铁锂电池。

    二是因为现在的磷酸铁锂电池在技术性层面上的大幅提升，有了实质的提升，综合性优势更强于三元锂电池。这其中，定位于超级磷酸铁锂电池的比亚迪刀片电池是这个过程中不容忽视的推手。2020年3月底，比亚迪真正公布了“刀片电池”。通过构造自主创新，在成组时跳过“模组”，大幅度提高体积利用率，以达到在相同的空间内装入更多电芯的设计目标，刀片电池不仅可以达到电池的稳定性和安全性，还可以有效提升续航里程。

    在“针刺穿透测验”中，对比于三元锂电池和传统块状磷酸铁锂电池，刀片电池最后的实验结论是穿透后无明火，无烟，电池外表的溫度仅有30-60℃左右。配用了“刀片电池”的比亚迪汉EV就现已得到了市场的认可，市场表现“紧咬”特斯拉。

    综合性看来，毫无疑问的是，比亚迪刀片现已变成了动力电池技术性成熟的一个标准。而在这个标准线的竞争之下，动力电池的技术性拼比也将变成车企们新一轮的交锋。

    虽然现阶段新能源汽车产业的发展拥有 非常好的态势，可是当电池起火引起车辆自燃的难题，不断以“滚雪球”的形式越积越大，新能源汽车交易的便不单单是终端市场的信赖，还有新能源的一片前途。

    但幸运的是，随着着动力电池在技术层面上的不断提升，动力电池的可信性、稳定性和安全性也正在向着积极的大方向前行。

    深圳市百耐信科技科技有限公司是一家集研发、制造、销售与技术服务为一体的国家高新技术企业。公司2010年成立于深圳市，经近十年的发展建立并健全了高质量的目标管理体系，专门为新能源锂电组装以及制造领域提供整套的生产设备与技术服务。公司秉承百分百投入，耐心服务，值得信赖的经营理念，不断开拓创新，拼搏进取，我们致力于成为优秀的新能源锂电池组装设备与技术服务商。

    随着18650电池在新能源领域的广泛应用，自动化设备成为电池企业核心竞争力之一。作为国内设备企业的代表企业，百耐信科技根据电池模块组的特点，自主开发了锂电池PACK自动化装配线：该自动线集成了锂电池贴纸机、锂电池分选机、锂电池电池组自动组装机、CCD视觉识别系统、锂电池自动点焊机。选用全自动上料、自动分选机构，保证产品采用电芯一致性的同时，可全自动扫描获取电芯条形码，并与PACK条形码做好等级划分然后绑定和记录，结合后台系统能够完整追溯产品生产制造的数据信息。

    现阶段该装配线已实现电池及模组在上料、分捡、组装、焊接、测试等环节的全过程自动化，节奏稳定。现阶段在生产关键步骤中增加了自动检测系统、自动校验、自动处理系统，完全使用机械手替代了传统式人工的繁杂作业，确保了产品品质的稳定性。目前实际运营数据表明，自动线整体运行安全稳定、处理效率高、成品品质稳定。

    该自动线具有对整个生产制造过程的所有测试数据进行采集、管控、统计，让计划层和控制层进行信息交互，实现对生产过程中的测试结果和数据进行有效追踪和品质管控，真正实现锂电池组组装生产的信息化和自动化的“两化”融合，使锂电池组组装向“工业4.0”迈进。

    本系列产品为双面自动焊机，效率高；采用9轴纯电动伺服电机，支持阵列与非阵列电池组快速编程。编程界面操作简单，支持CAD导图，阵列，手动三种；并支持任一点位编程和阵列编程，可存储编程文件任意组。且支持断点启动功能。

    独家定制的可旋转180°焊头，焊头轻巧，有效防止因焊头过重导致焊接电池变形、漏液问题。旋转焊头结构可支持异型电池组及有效纯镍片粘针问题。焊头采用水循环散热，能有效降低焊针损耗，提升焊接效果。

    本系统具备焊针使用次数记录、报警、与清零功能。支持焊针更换预报提醒，19寸显示屏，搭配工控机，可实时将焊接参数及异常焊点采集并显示出来，并可实时采集焊接结果。自带焊接电流监控系统，有效杜绝虚焊、假焊现象。具备对焊点的假焊、漏焊监测记录，焊接的所有参数都可追溯跟踪，方便数据管理。

    可单独调节单点焊、两点焊、三点焊，并且两点焊与三点焊的间距可调节。焊针压力亦可独立调节。并且支持同时切换焊接能量、正负极焊接能量切换功能。

    本产品采用纯电动伺服电机，支持阵列与非阵列电池组快速编程。编程界面操作简单，支持CAD导图，阵列，手动三种；并支持任一点位编程和阵列编程，可存储编程文件任意组。且支持断点启动功能。

    独家定制的可旋转180°焊头，适用点焊任意角度镍片分流槽方向，焊头轻巧，有效防止因焊头过重导致焊接电池变形、漏液问题。旋转焊头结构可支持异型电池组及有效纯镍片粘针问题。焊头采用水循环散热，能有效降低焊针损耗，提升焊接效果。

    本系统具备焊针使用次数记录、报警、与清零功能。支持焊针更换预报提醒，19寸显示屏，搭配工控机，可实时将焊接参数及异常焊点采集并显示出来，并可实时采集焊接结果。自带焊接电流监控系统，有效杜绝虚焊、假焊现象。具备对焊点的假焊、漏焊监测记录，焊接的所有参数都可追溯跟踪，方便数据管理。

    可单独调节单点焊、两点焊、三点焊，并且两点焊与三点焊的间距可调节。焊针压力亦可独立调节。并且支持同时切换焊接能量、正负极焊接能量切换功能。

    可选配焊头内置进口压力传感器，可实时监控压力值及自动追踪补偿，保证焊接过程中焊接压力一致性。

    本公司晶体管点焊机具备独特的双脉冲焊接性能，提供更优良的焊接质量脉冲，采用不同能量对焊接物体连续两次放电。电源采用精确的数字控制，能预存32组参数，并可随意更改、调用。采用数字化设置焊接参数，键盘操作清晰明了，方便快捷。

    焊接电流上升快，短时间内即可实现高品质焊接。能对焊接电流、电压、功率、电阻的波形进行动态实时监测。 焊接时间可调节的最小分度为0.1ms，让精度更加的精确。焊接脉冲宽度可调，焊接飞溅小，焊点不变色。并且提供定电流、定电压、电流和电压组合等三种控制方式。

    本公司自动分选机系列产品自带高精密内阻、电压、自动测试系统，此系列设备支持十档分选，能根据设定好的内阻、电压值，将电芯精准的送到指定的档位。每次可同时测五只电芯，分选速度快，稳定性高，可使每颗锂电池性能高度一致。并且可以和自动贴青稞纸机对接使用，大大节约人工。

    收料槽装备满料传感器，满料触发系统自动声光报警，取走电池后，收料器自动复位，如此循环工作。扫码机自带感应开关，感应到电芯时自动扫描电芯上的条码。喷码机上方也装有感应开关，感应到电芯时自动喷码至电芯上。

    设备的操作界面采用Windows操作系统，设计人性化，简单明了，轻松掌握。自带工控数据库，测试数据按批次存储，电芯条码与测试的电压内阻数据相对应，可下载提取并永久保存，方便后期数据追溯跟踪。

    本公司自动分选机系列产品自带高精密内阻、电压、自动测试系统，设备支持二十档分选，能根据设定好的内阻、电压值，将电芯精准的送到指定的档位。每次可同时测五只电芯，分选速度快，稳定性高，可使每颗锂电池性能高度一致。并且可以和自动贴青稞纸机对接使用，大大节约人工。

    收料槽装备满料传感器，满料触发系统自动声光报警，取走电池后，收料器自动复位，如此循环工作。扫码机自带感应开关，感应到电芯时自动扫描电芯上的条码。   

    设备的操作界面采用Windows操作系统，设计人性化，简单明了，轻松掌握。自带工控数据库，测试数据按批次存储，电芯条码与测试的电压内阻数据相对应，可下载提取并永久保存，方便后期数据追溯跟踪。

    本公司自动贴纸分选一体机是将贴青稞纸机与分选机相结合形成自动流水线，工作效率大大提高。贴纸机产品采用伺服电机运动控制器与气动控制相结合，冲压刀模不粘胶，能循环工作，青稞纸贴合牢固，贴合一致性很好，可提高后期自动化点焊效率。

    而分选机部分自带高精密的内阻、电压、自动测试系统，可根据设定好的电压、电阻值范围，将电芯精准送到指定的档位。分选速度快，稳定性高，使每颗电芯的性能高度一致。

    操作界面简单明了，易于操作，设计非常人性化，可轻松掌握。

    本公司视觉CCD检测设备可通过CCD视觉识别方式判定电池组的电芯不同方式组合后电芯正负极的正反方向，并输出判定结果。以便快速确认所有电池组的全部电芯的正负极摆放是否正确。并且可支持自动启动及手动启动模式。

    该设备采用1000万像素高清定焦镜头，设备的最大检测范围为500mmx360mm，该设备编程简单便捷，可根据电芯的不同组合方式设定判定标准，可存储编程文件任意组。检测性能稳定可靠，效率高，可大大提供生产效率并降低错误率。

    百耐信-动力电池组综合测试系统功能支持：充电激活、单串压差测试、单串内阻差测试、充电电压、充电电流、充电△V充电DCR测试、充电过流保护、交流内阻（ACR）测试、直流内阻（放电DCR）、放电电压、放电电流、放电△V、放电过流保护、放电过流恢复、短路保护功能、短路激活充电等多项综合功能测试。

    综合测试仪电池放电电流增加两个档位，能快速看出两个测试结果差距。并且可以根据电池属性不同，在过流测试时，如果达不到过流测试起始电流，电池将自动进入保护状态。综合测试仪支持设置测试电流上限，电池过流测试达到设置值之后自动退出测试，防止大电流烧坏电池。 

    锂电池的不一致性的危害我们都很熟知：容量损失、寿命损失、内阻增大，而为了应对电池的不一致性除了在电池组组装之前进行精细的分选，再有就是综合测试仪中动态压差的测试功能，就是为了检测出电池组充放电的一致性。

    综合测试系统100V/400A/500A系列可细分为100V100A、100V200A、100V300A、100V400A、100V500A、100V600A五个档位，分别支持的放电电流及过流测试最大电流为100A、200A、300A、400A、500A、600A。

    综合测试仪是针对动力电池组的生产检测需要，研发专用于可充电池综合检测，测试仪可以对电池的一些参数做一个定量的精确的测量，可以测量电池的开路电压，内阻，充电，放电性能，电池容量特别针对锂电池的功能还有过充电保护，过放电保护，过电流保护，短路保护等功能，并测出过相应的数值，极大的方便了电池的生产和售前售后服务工作，采用非常简单的几个步骤就可以直观的判断电池的性能和好坏，同时也具有快速筛选的功能，可以设定测量参数的上限和下限，可以容易的从一批电池成品中快速检测出不良电池，提高了生产效率。

百耐信-回馈型电池组老化柜系列的整个系统能量具有双向流动性，且能自动调节能量方向，电能从三相电网到电池包，放电时，电能从电池包回馈到三相电网。

    此系列老化柜配备大功率隔离变压器，能有效隔离整套系统与电网，保证系统的可靠、稳定运行。

    此系列老化柜的DCAC模块采用空间矢量调制技术，数字化控制，使得电压利用率高，电流谐波分流更小。储能模块可实现双通道充放电能量的内部转换；两个通道之间若充放电的能量相等，两个通道之间的能量相互转化效率可达99%。DCAC模块采用先进的PID调节技术，多重保护机制，保证设备运行稳定。

    此系列老化柜的输出电流转化快、电流无超调现象，避免设备对电池组的冲击。并且配备CAN2.0接口，可接入电池包BMS数据，能在充放电过程中实时掌控电池包的状态。并且能够与PACK生产线做通讯，如OPC、以太网等接口协议。