電芯被爆存缺陷特斯拉陷多重危機
近期，特斯拉麻煩不斷，從電芯到整車再到工廠都被爆出了一系列的問題。
日前，特斯拉前技術(shù)部門員工Tripp爆料稱，特斯拉電池工廠在生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在嚴重缺陷，生產(chǎn)的電池產(chǎn)品并不完善，很可能會威脅到駕駛員的生命安全。
Tripp在Twitter上發(fā)布數(shù)十張照片和文字稱，特斯拉將被刺破的電池重新封裝以次充好裝入了數(shù)百臺Model3中，并披露了一些涉及到殘次電池車輛的VIN碼，稱上述汽車就可能裝配了被刺破、擁有凹陷或是破損的組件。
不過，對于這個驚天爆料，特斯拉在卻一份聲明中表示：“就像我們之前強調(diào)的那樣，這些說法是錯誤的，特里普甚至對他自己所謂的安全聲明沒有任何了解。任何一輛Model3都沒有使用過破裂有損壞的電池，所有的VIN都經(jīng)過了電池安全驗證，任何一輛Model3都不存在電池安全性問題。”
為了證明自己的電芯沒有安全事故，特斯拉還申請了一項新專利，通過隔離有缺陷的電池芯，防止其對功能正常的電池芯產(chǎn)生負面影響，進而提高電池的安全性。
不過，電芯安全問題還沒有解決，特斯拉又被曝出其當前熱銷車型Model3需要大量返工，產(chǎn)品的首次檢查合格率(FPY)僅14%。
前不久，特斯拉剛剛宣布在第二季度其Model3產(chǎn)能取得了“里程碑”式勝利，Model3周產(chǎn)能實現(xiàn)了5000輛的目標。然而外媒報道稱，特斯拉在6月最后一周達到其關(guān)鍵生產(chǎn)目標，但單周生產(chǎn)的5000輛Model3汽車中有4300多輛需要返工，產(chǎn)品的首次檢查合格率(FPY)僅14%。
同時也有多位車主表示，他們的Model3才剛提不久就出現(xiàn)了包括系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向信號、互聯(lián)網(wǎng)等多個零部件出現(xiàn)問題不得不返廠維修，這也之間驗證了外媒報道特斯拉Model3產(chǎn)品合格率低的問題，這表明Model3在設(shè)計和制造方面可能存在較大問題，產(chǎn)品還不成熟。
除了電芯存在安全問題和Model3產(chǎn)品合格率低以外，特斯拉的麻煩還不止于此。
8月23日，特斯拉位于美國加利福尼亞州的汽車工廠發(fā)生火災，一個廢料堆被點燃，煙霧沖天，所幸火在造成重大損失前被撲滅。而在過去一年中，特斯拉加利福尼亞州弗里蒙特工廠內(nèi)外已經(jīng)發(fā)生了多起火災，這表明其汽車生產(chǎn)工廠在生產(chǎn)管理方面存在重大缺陷。
客觀來看，特斯拉所面臨的麻煩在短期內(nèi)都難以解決，尤其是電芯安全問題對其影響深遠，甚至有可能導致特斯拉遭遇重大安全危機。目前，特斯拉所采用的電芯可以說代表了當前鋰離子電池的最高水平，但其一系列事故表明在大規(guī)模生產(chǎn)制造和批量應(yīng)用情況下，依然存在諸多安全風險，這對中國動力電池企業(yè)而言也是一個警醒。
如果中國動力電池企業(yè)不重視電芯安全問題而盲目追求能量密度提升和大規(guī)模擴充產(chǎn)能，一旦發(fā)生電池安全問題致人死亡的事故，將會對中國新能源汽車行業(yè)產(chǎn)生致命打擊。
下面就來看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
1、新型二維柔性鋰電池負極材料研制成功
8月22日，中國科學院生物能源與過程研究所消息，青島能源所黃長水研究員帶領(lǐng)的碳基材料與能源應(yīng)用研究組首次設(shè)計合成了氟取代的石墨炔二維碳材料，應(yīng)用于鋰離子電池負極，顯示出優(yōu)異的電化學儲能性能。相關(guān)成果已在線發(fā)表于《能源與環(huán)境科學》上。
目前已知的二維電極材料往往具有致密的原子排布，這使得鋰離子在層間的傳輸遇到較大的位阻，從而導致較低的功率密度和能量密度。
該研究組在不同基底上制備石墨炔、氮摻雜石墨炔、石墨炔負載鐵。研究人員更是成功將氟原子引入石墨炔結(jié)構(gòu)當中，制備得到新型碳基柔性電極材料，可極大推動穿戴智能設(shè)備等所需柔性電池的發(fā)展。通過氟取代，使得石墨炔分子孔道擴大，從而具有優(yōu)良的離子傳輸通道;同時，保留了石墨炔的基本框架和二維平面結(jié)構(gòu)中的共軛體系，使其材料具有優(yōu)異的導電性和載流子傳輸特性;尤其是碳氟鍵具有優(yōu)良的循環(huán)儲鋰能力，不僅增加了材料的儲鋰位點，同時碳氟鍵與電解液具有很好的相容性，可以大大降低界面阻抗，從而提高循環(huán)穩(wěn)定性。
點評：為進一步提高電池能量密度，電池企業(yè)都把硅碳負極作為下一代負極材料的首選。但近期市場信息透露，硅碳負極在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用情況并不理想，電池企業(yè)已經(jīng)放緩甚至停止硅碳的采購和生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士表示，石墨負極其實還有進一步提升的空間，同時也有其他新材料可以優(yōu)化負極性能，該新型負極材料或許將得到電池企業(yè)的極大關(guān)注。
2、二氧化硅或能防止鋰電池電極接觸起火
鋰離子電池存在著火的風險，科學家們想出了一種方法來阻止受損的鋰離子電池著火。
通過使用添加劑與傳統(tǒng)電解質(zhì)，橡樹嶺國家實驗室的研究團隊有效地提出了抗沖擊電解質(zhì)。在撞擊時，該改性電解質(zhì)固化，防止電極接觸。當用于電池時，由損壞引起的火災的可能性大大降低。
具體作法是通過在添加電解質(zhì)和電池密封之前簡單地將二氧化硅添加劑注入電池來巧妙地避免這種情況，二氧化硅有助于電池在撞擊時變硬。這里使用的添加劑是完美的球形，200納米寬的二氧化硅顆粒，懸浮在普通液體電解質(zhì)中，形成膠體。
該研究得到了美國能源部高級研究計劃局-能源和橡樹嶺國家實驗室的支持。它將于本周在馬薩諸塞州波士頓舉行的第256屆美國化學學會全國會議和博覽會上展出。
點評：為了防止鋰離子電池熱失控發(fā)生起火，采用固態(tài)電解質(zhì)和導熱硅膠等材料是電池企業(yè)認為可行的路徑之一。在電解液中添加二氧化硅這種添加劑，使電解質(zhì)固化防止電極接觸從而降低電池起火的可能，這與直接采用固態(tài)電解質(zhì)存在一些區(qū)別，但依然值得嘗試。
3、本田首次采用液冷散熱系統(tǒng)
據(jù)外媒報道，本田汽車公司今年推出的2018款Clarity插電式混合動力車(PHEV)，其電池組配備了液冷散熱系統(tǒng)，這是該公司首次采用液冷散熱系統(tǒng)，因為本田現(xiàn)有的混合動力車(HEVs)以及插電式混合動力車的電池組采用都是風冷散熱系統(tǒng)。
該Clarity插電式混合動力車的IPU(智能動力單元)由鋰離子(Li-ion)電池組、直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DCconverter)以及ECU(電控單元)組成，用于控制車身地板底下的電池。此外，本田還將電池的能量密度(Wh/L)和能量輸出密度分別增加了110%和40%。因此，本田電池組開始采用液冷散熱系統(tǒng)，散熱效果比風冷散熱系統(tǒng)高約250%，可有效冷卻電池組。
具體來說，Clarity插電式混合動力車的前格柵內(nèi)部安裝了特殊的散熱器，而且電子水泵給位于電池組下方的水箱供應(yīng)冷卻液。之后，此冷卻液用來冷卻DC-DC轉(zhuǎn)換器，充電器等等。當電池組不需冷卻時(如，電池使用外部電源進行充電時)，三通閥會將冷卻液送往旁路。利用此機制，包括電池組在內(nèi)的整個IPU都可有效散熱。
點評：隨著電池能量密度的提升，電池因碰撞或其它原因引發(fā)的起火風險也不斷提升，因此采用液冷散熱系統(tǒng)在某種程度上可以降低電池安全風險。但是液冷散熱系統(tǒng)非常復雜，對整車設(shè)計要求也比較高，因此并非所有的電池企業(yè)和車企都有把握應(yīng)用這種技術(shù)，也不是所有的車型都需要和適合，否則將會增加新的安全隱患。
日前，特斯拉前技術(shù)部門員工Tripp爆料稱，特斯拉電池工廠在生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在嚴重缺陷，生產(chǎn)的電池產(chǎn)品并不完善，很可能會威脅到駕駛員的生命安全。
Tripp在Twitter上發(fā)布數(shù)十張照片和文字稱，特斯拉將被刺破的電池重新封裝以次充好裝入了數(shù)百臺Model3中，并披露了一些涉及到殘次電池車輛的VIN碼，稱上述汽車就可能裝配了被刺破、擁有凹陷或是破損的組件。
不過，對于這個驚天爆料，特斯拉在卻一份聲明中表示：“就像我們之前強調(diào)的那樣，這些說法是錯誤的，特里普甚至對他自己所謂的安全聲明沒有任何了解。任何一輛Model3都沒有使用過破裂有損壞的電池，所有的VIN都經(jīng)過了電池安全驗證，任何一輛Model3都不存在電池安全性問題。”
為了證明自己的電芯沒有安全事故，特斯拉還申請了一項新專利，通過隔離有缺陷的電池芯，防止其對功能正常的電池芯產(chǎn)生負面影響，進而提高電池的安全性。
不過，電芯安全問題還沒有解決，特斯拉又被曝出其當前熱銷車型Model3需要大量返工，產(chǎn)品的首次檢查合格率(FPY)僅14%。
前不久，特斯拉剛剛宣布在第二季度其Model3產(chǎn)能取得了“里程碑”式勝利，Model3周產(chǎn)能實現(xiàn)了5000輛的目標。然而外媒報道稱，特斯拉在6月最后一周達到其關(guān)鍵生產(chǎn)目標，但單周生產(chǎn)的5000輛Model3汽車中有4300多輛需要返工，產(chǎn)品的首次檢查合格率(FPY)僅14%。
同時也有多位車主表示，他們的Model3才剛提不久就出現(xiàn)了包括系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向信號、互聯(lián)網(wǎng)等多個零部件出現(xiàn)問題不得不返廠維修，這也之間驗證了外媒報道特斯拉Model3產(chǎn)品合格率低的問題，這表明Model3在設(shè)計和制造方面可能存在較大問題，產(chǎn)品還不成熟。
除了電芯存在安全問題和Model3產(chǎn)品合格率低以外，特斯拉的麻煩還不止于此。
8月23日，特斯拉位于美國加利福尼亞州的汽車工廠發(fā)生火災，一個廢料堆被點燃，煙霧沖天，所幸火在造成重大損失前被撲滅。而在過去一年中，特斯拉加利福尼亞州弗里蒙特工廠內(nèi)外已經(jīng)發(fā)生了多起火災，這表明其汽車生產(chǎn)工廠在生產(chǎn)管理方面存在重大缺陷。
客觀來看，特斯拉所面臨的麻煩在短期內(nèi)都難以解決，尤其是電芯安全問題對其影響深遠，甚至有可能導致特斯拉遭遇重大安全危機。目前，特斯拉所采用的電芯可以說代表了當前鋰離子電池的最高水平，但其一系列事故表明在大規(guī)模生產(chǎn)制造和批量應(yīng)用情況下，依然存在諸多安全風險，這對中國動力電池企業(yè)而言也是一個警醒。
如果中國動力電池企業(yè)不重視電芯安全問題而盲目追求能量密度提升和大規(guī)模擴充產(chǎn)能，一旦發(fā)生電池安全問題致人死亡的事故，將會對中國新能源汽車行業(yè)產(chǎn)生致命打擊。
下面就來看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
1、新型二維柔性鋰電池負極材料研制成功
8月22日，中國科學院生物能源與過程研究所消息，青島能源所黃長水研究員帶領(lǐng)的碳基材料與能源應(yīng)用研究組首次設(shè)計合成了氟取代的石墨炔二維碳材料，應(yīng)用于鋰離子電池負極，顯示出優(yōu)異的電化學儲能性能。相關(guān)成果已在線發(fā)表于《能源與環(huán)境科學》上。
目前已知的二維電極材料往往具有致密的原子排布，這使得鋰離子在層間的傳輸遇到較大的位阻，從而導致較低的功率密度和能量密度。
該研究組在不同基底上制備石墨炔、氮摻雜石墨炔、石墨炔負載鐵。研究人員更是成功將氟原子引入石墨炔結(jié)構(gòu)當中，制備得到新型碳基柔性電極材料，可極大推動穿戴智能設(shè)備等所需柔性電池的發(fā)展。通過氟取代，使得石墨炔分子孔道擴大，從而具有優(yōu)良的離子傳輸通道;同時，保留了石墨炔的基本框架和二維平面結(jié)構(gòu)中的共軛體系，使其材料具有優(yōu)異的導電性和載流子傳輸特性;尤其是碳氟鍵具有優(yōu)良的循環(huán)儲鋰能力，不僅增加了材料的儲鋰位點，同時碳氟鍵與電解液具有很好的相容性，可以大大降低界面阻抗，從而提高循環(huán)穩(wěn)定性。
點評：為進一步提高電池能量密度，電池企業(yè)都把硅碳負極作為下一代負極材料的首選。但近期市場信息透露，硅碳負極在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用情況并不理想，電池企業(yè)已經(jīng)放緩甚至停止硅碳的采購和生產(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士表示，石墨負極其實還有進一步提升的空間，同時也有其他新材料可以優(yōu)化負極性能，該新型負極材料或許將得到電池企業(yè)的極大關(guān)注。
2、二氧化硅或能防止鋰電池電極接觸起火
鋰離子電池存在著火的風險，科學家們想出了一種方法來阻止受損的鋰離子電池著火。
通過使用添加劑與傳統(tǒng)電解質(zhì)，橡樹嶺國家實驗室的研究團隊有效地提出了抗沖擊電解質(zhì)。在撞擊時，該改性電解質(zhì)固化，防止電極接觸。當用于電池時，由損壞引起的火災的可能性大大降低。
具體作法是通過在添加電解質(zhì)和電池密封之前簡單地將二氧化硅添加劑注入電池來巧妙地避免這種情況，二氧化硅有助于電池在撞擊時變硬。這里使用的添加劑是完美的球形，200納米寬的二氧化硅顆粒，懸浮在普通液體電解質(zhì)中，形成膠體。
該研究得到了美國能源部高級研究計劃局-能源和橡樹嶺國家實驗室的支持。它將于本周在馬薩諸塞州波士頓舉行的第256屆美國化學學會全國會議和博覽會上展出。
點評：為了防止鋰離子電池熱失控發(fā)生起火，采用固態(tài)電解質(zhì)和導熱硅膠等材料是電池企業(yè)認為可行的路徑之一。在電解液中添加二氧化硅這種添加劑，使電解質(zhì)固化防止電極接觸從而降低電池起火的可能，這與直接采用固態(tài)電解質(zhì)存在一些區(qū)別，但依然值得嘗試。
3、本田首次采用液冷散熱系統(tǒng)
據(jù)外媒報道，本田汽車公司今年推出的2018款Clarity插電式混合動力車(PHEV)，其電池組配備了液冷散熱系統(tǒng)，這是該公司首次采用液冷散熱系統(tǒng)，因為本田現(xiàn)有的混合動力車(HEVs)以及插電式混合動力車的電池組采用都是風冷散熱系統(tǒng)。
該Clarity插電式混合動力車的IPU(智能動力單元)由鋰離子(Li-ion)電池組、直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DCconverter)以及ECU(電控單元)組成，用于控制車身地板底下的電池。此外，本田還將電池的能量密度(Wh/L)和能量輸出密度分別增加了110%和40%。因此，本田電池組開始采用液冷散熱系統(tǒng)，散熱效果比風冷散熱系統(tǒng)高約250%，可有效冷卻電池組。
具體來說，Clarity插電式混合動力車的前格柵內(nèi)部安裝了特殊的散熱器，而且電子水泵給位于電池組下方的水箱供應(yīng)冷卻液。之后，此冷卻液用來冷卻DC-DC轉(zhuǎn)換器，充電器等等。當電池組不需冷卻時(如，電池使用外部電源進行充電時)，三通閥會將冷卻液送往旁路。利用此機制，包括電池組在內(nèi)的整個IPU都可有效散熱。
點評：隨著電池能量密度的提升，電池因碰撞或其它原因引發(fā)的起火風險也不斷提升，因此采用液冷散熱系統(tǒng)在某種程度上可以降低電池安全風險。但是液冷散熱系統(tǒng)非常復雜，對整車設(shè)計要求也比較高，因此并非所有的電池企業(yè)和車企都有把握應(yīng)用這種技術(shù)，也不是所有的車型都需要和適合，否則將會增加新的安全隱患。
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