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主题：【原创】电动车上日本目前没戏，工信部瞎掺和个啥 -- 积吉
家园 电池安全可商榷 积吉大侠文章好东西不少，但关于锂离子电池安全性的观点似有商榷之处。本人从事锂离子电池研发及其在汽车上应用多年，电池隔膜是Thermal Runaway（导致爆炸等）的主要矛盾，至于钴系或锰系（多元体系）的正极的热分解等发生在隔膜出问题之后的更高温度，除安全性考虑之外，当然价格、寿命、电池管理易否等也值得考虑，目前似乎还不好明确哪类电池胜出，福特、奔驰等感兴趣钴锰系多元体系，通用插电式混动车采用锰系，日本车多用钴系或锰系（多元体系），比较大的汽车公司目前克莱斯勒准备采用磷酸锂铁电池。但不可否认磷酸锂铁电池有其优点。
- 复 电池安全可商榷
家园 花，不知我下面的说明是否正确 谈到电池的安全性就不得不谈造成爆炸的原因了。这无外乎三种：一是金属锂的表面沉积聚结成枝杈状锂枝晶，从而刺穿隔膜，造成正负极直接短路；二是由于放电引起的电池升温使金属锂熔解，从而将正负极短路；还有就是在较高温度下和深度充放电的过程中，金属原子（钴，镍，锰等）与氧的键有可能断裂释放出氧而产生爆炸。这些都与正极材料的性能有关，和隔膜的性能反倒是间接关系。
钴酸锂的氧化温度是150度，锰酸锂是250度，而磷酸铁锂大于400度，这是其一。从晶体结构上说，锰酸锂是尖晶石结构，但在深度充放电或较高温度下，材料容易发生晶格崎变（，锰与氧的键有可能断裂释放出氧而产生爆炸，同时还存在较高工作温度下锰酸锂晶体缓慢溶解入电解液的问题。而磷酸铁锂晶体结构得稳定性已被理论和实验所证明了。
这好比木桶短板原理，短板是正极材料，而且不同的正极材料的性能还是固定的，没法加强。当然，隔膜也应加强也是可以加强的，比如选用机械和热关闭性能更优的隔膜、采用安全系数较高的铜箔膜防爆阀，改进阻燃型电解液等。
家园 谢花，潜水有年，只跟贴一次，规则不明，不知如何还花，抱歉 金属锂的表面沉积聚结成枝杈状锂枝晶在目前电池设计中出现几率已不太大，除非特别情况（如较低温度大电流充电等）。对锂离子电池，金属锂的表面沉积部分也大都随时间慢慢进入碳interlayer（抱歉我的软件找不到对应汉字）。金属锂的可能性多半不存在。
钴酸锂（另外较大问题是钴的地球储量有限等，我们这里不讨论）和锰酸锂分解温度低于磷酸铁锂，锰酸锂有缓慢溶解入电解液的问题，但采用其它办法可以缩短差距，另外，磷酸铁锂能量密度较低（还有其它问题等），再加上隔膜的融化温度一般低于正极的分解温度，Thermal runaway一般先是隔膜出问题（如果其它问题不考虑的话）然后才是正极分解等问题，何况如果真是电池使用出错，磷酸铁锂也照样失火甚至爆炸（我见过），最短板不见得是正极材料。但你说的对，磷酸铁锂热稳定性好一些，至于为这个和其它一些好处是否就一定决定磷酸铁锂在混合动力和电动汽车上胜出（其它应用另说），好像还不尽然，西方大的汽车公司目前大概仅克莱斯勒考虑磷酸铁锂，但其中还有一些政治正确的考虑。一管之见，不妥见谅。
家园 花不花的没关系，重要的能有机会讨论 我这里有和你不一样的单体锂电池安全性的分析，希望得到你的回应。上贴说的比较简单，主要是让大家好懂（虽然我也不是什么专家，真心话！）。
大家公认的单体电池燃烧爆炸的机理有两种，一是正负极的短路产生大量的热，隔膜起着保护作用。二是正极材料颗粒短路后放热后的Propagation即热传导，从一个颗粒到另外一个颗粒，从一个区域到另外一个区域，然后是ArodePropagation，有的时候能够引起Thermal Runaway，如加一点氧的话会就干脆爆炸了，正极材料里又多半有氧，这个过程不通过隔膜。而且要命的是单体电池燃烧爆炸主要是第二种方式进行的。第一种方式由于采用各种技术现在反倒不容易发生爆炸了。
你说“金属锂的表面沉积部分也大都随时间慢慢进入碳interlayer”是不是锂嵌入碳的缝隙？但我所知的是电池在充电时，正极中的锂离子通过隔膜向负极迁移，锂离子而不是金属锂会嵌入碳的缝隙。当电池过充时，如果负极碳足够多当然没有问题。但充电时负极产生热量会使碳膨胀从而破坏电池。现在的做法是在碳上铺一层薄薄的铜以减小电阻从而减小发热。更好的办法是采用硅基负极硒基负极和昂贵的钛酸锂做负极。
隔膜了解不太多，最大的供应商为旭化成工业和美国Celgard及Tonen。旭化成主要做超薄PE隔膜，用在笔记本电池上比较好。Celgard则主要生产三层PP/PE/PP复合膜，是日本的MBI和中国的比亚迪的主要供应商。复合膜强度较好，成本较低，而且在电池内部温度较高时，PE在130℃左右时熔化，而熔点较高的PP形成隔膜闭孔，使电池内部断路，大大提高了电池的安全性能。
正极材料磷酸铁锂最安全是公认的，它的理论克容量达到170mA比锰酸锂的150mA要高，但比锰酸锂的振实密度要低。磷酸铁锂原料的导电率不好，但现在通过掺杂得到解决。它的最大问题是成品率不高。
日本不是不知道磷酸铁锂好，第一个磷酸铁锂的专利是nnt申请的，但是是偷的，为此NNT去年还赔3000万刀给德州大学，所以只好发展锰酸锂电池了。当然日本人肯定会说锰酸锂电池好了。但实践是检验真理的唯一标准，大规模应用锰酸锂电池是中国科技部组织的电动车示范工程，50辆大客用锰酸锂电池运行了一年还是多长？发现锰酸锂电池的耐热性和循环寿命都不行。当然你可以说应用新技术改进它，但成本呢。
大汽车厂中少有自己生产电池的，丰田和日产倒是和别人合作生产电池但质量很差的说，比亚迪是个特例因为它原先就是电池供应商。所以各大汽车厂对车用电池采取的是骑墙策略，最典型的是大众，分别与日本的三洋和东芝还有中国的比亚迪签署了合作意向书。这不是什么政治问题。
家园 del 家园 有点不同看法 你说的事实基本同意，有点不同看法。隔膜的融化温度一般低于正极的分解温度，温度上来一般先是隔膜出问题（如果其它问题不考虑的话）然后才是正极分解等问题，若电流不大（温度上升不太快），一般隔膜比如PP/PE/PP复合膜基本搞定，正极热稳定性起作用不明显，若电流太大等原因导致thermal runaway，正极热稳定性会有帮助使得爆炸可能性小点，但不一定会阻止电池损坏如电解液溢出等甚至爆炸，正极大约占电池价格30%左右(不是电池组），目前磷酸铁锂价格优势还不太显著，如你所说成品率也不高，固然优势有，但缺点也不少，还有专利壁垒，但专利壁垒不是主因，否则大家都用A123和Valence等就行了。比较大的汽车公司目前仅克莱斯勒宣布准备采用磷酸铁锂电池，抱歉上贴漏了大众与中国的比亚迪也签署了合作意向书说明其也有意于磷酸铁锂电池。至于比亚迪，不可否认其技术不错，但价格竞争力（沾了中国光）是其致胜决定性因素(市场做的也不错），其电池核心技术本身似乎还未达到领先众国外公司的水平，如其能把磷酸铁锂价格做下去同时没有其它问题（如解决了专利纠纷、电池一致性好等），到是可以为磷酸铁锂电池在汽车应用普及化打个好基础，毕竟价格是个重要因素。
家园 积吉, 有一个词我憋了很久, 希望能否探究一下是否是你错 "钴酸锂的氧化温度是150度，锰酸锂是250度，而磷酸铁锂大于400度". 此处应该不是氧化, 而是氧化钴锂去掉锂的氧化钴发生热分解成为氧气和钴. 这应该是还原反应,不是氧化反应, 所以不是氧化温度.
家园 这个工信部最近很是招摇 老搞些虎头蛇尾的东西出来，感觉有点利益代言人的意思。
家园 所谓买办卖国，或者没有自信心的中国人，就是解释这个现象的 家园 沙发