動力電池安全性是推廣和使用電動汽車的前提，業(yè)界一直為此積極努力。但是，自搭載鋰離子動力電池的汽車在全球范圍內(nèi)開始示范推廣以來，世人一直對鋰離子動力電池安全性心存疑慮，事實(shí)上也是一直有鋰離子動力電池汽車電池安全性的一些負(fù)面信息傳來，而國內(nèi)的情況要更嚴(yán)峻一些。那么，鋰離子動力電池安全性是不是在機(jī)理上就存在不可規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)呢?對此，筆者通過與有關(guān)專家、研發(fā)人員交流，和對一些事故案例的跟蹤了解，就鋰離子動力電池安全性問題有以下幾點(diǎn)認(rèn)識，與關(guān)注電池安全性人士分享：
第一，就電化學(xué)意義講，相比其它材料，鋰離子電池兼顧了電動汽車所需的比能量、安全、比功率、壽命等特性，以及相對低成本，在沒有新材料體系發(fā)展成熟以前，鋰離子電池應(yīng)該是發(fā)展電動汽車最好的選擇。從全球鋰離子動力電池技術(shù)發(fā)展的情況看，安全性問題在理論上是有解決方案的，但是，要保證搭載鋰離子電池的車輛安全性，不僅僅是技術(shù)問題，也不僅僅是材料本身和電池單體的問題，還包括相關(guān)研發(fā)和制造管理體系的完善，以及各方加強(qiáng)協(xié)同與合作問題。
二，展開講，電池安全性問題主要表現(xiàn)是燃燒和爆炸，其產(chǎn)生機(jī)制的根本原因是短路和過充導(dǎo)致的熱失控，因此，防止因短路和過充導(dǎo)致熱失控是解決鋰離子動力電池的主攻方向。短路的成因有材料因素，有工藝因素，還有使用過程中如低溫充電、大電流充放電、負(fù)極快速衰減等因素影響。過充主要是大電流充電導(dǎo)致。目前，防止熱失控主要路徑是：材料技術(shù)方面，開發(fā)阻燃隔膜、電解質(zhì)體系、負(fù)極隔熱層等，主要課題是如何實(shí)現(xiàn)耐高溫阻燃、高強(qiáng)度、環(huán)保、易產(chǎn)業(yè)化和低成本;電芯制造方面，著力解決一致性問題，如防治粉塵、正負(fù)極錯(cuò)位、極片毛刺、電解液/質(zhì)均勻性等，其中既有技術(shù)問題、也有生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量管控能力問題;電池設(shè)計(jì)方面，開發(fā)電池自激發(fā)安全性技術(shù)，使電池具有自保護(hù)功能，如電池自發(fā)的充電電壓鉗制技術(shù)和自發(fā)的熱控制技術(shù);電池系統(tǒng)方面，開發(fā)高效熱管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及高安全性的結(jié)構(gòu)。這些技術(shù)在國際上有的已比較成熟，并應(yīng)用于部分電池生產(chǎn)或整車搭載。
第三，雖然熱失控是鋰離子動力電池安全的根本成因，但其是否發(fā)生則與產(chǎn)熱量及速率、環(huán)境溫度、濕度密切相關(guān)，換言之是個(gè)幾率問題，如何使幾率降到最低，是目前面臨的最大挑戰(zhàn)，相關(guān)材料及電池、電池與整車企業(yè)必須緊密協(xié)同，這一點(diǎn)至關(guān)重要。因?yàn)椋煌嚻髽I(yè)、不同車型、不同使用條件和環(huán)境對電芯及電池系統(tǒng)的技術(shù)條件要求不同，在車輛開發(fā)階段如果沒有電池企業(yè)與車企的充分交流合作，電池系統(tǒng)安全隱患難以防范。如電芯容量大小對安全性影響問題，從熱失控理論上證實(shí)了單體容量極限，小容量電池安全性高(如10Ah以下)，但一些整車企業(yè)從車輛或設(shè)計(jì)需要，在沒有對電池安全特性充分了解和對相關(guān)安全技術(shù)充分掌握的情況下，象買塊手機(jī)電池一樣從電池廠家購買和使用大容量電池來成組系統(tǒng)，缺乏有效防止熱失控的技術(shù)保障，導(dǎo)致了安全事故多發(fā)。
第四，應(yīng)該加快建立跨領(lǐng)域的動力電池安全評價(jià)體系。在近日由中國工程院舉辦的鋰離子動力電池安全性技術(shù)學(xué)術(shù)會議上，工程院陳清泉院士就此發(fā)出了呼吁：動力電池安全評價(jià)體系是關(guān)鍵的關(guān)鍵，重中之重。會議期間，中國汽車技術(shù)研究中心試驗(yàn)所王芳博士介紹了由工信部主導(dǎo)的汽車動力電池安全測試標(biāo)準(zhǔn)工作進(jìn)展情況，包括BMS功能測試、振動測試、碰撞沖擊測試、火燒測試、浸水測試等。但是，會上有專家提出，除了傳統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)外，要加快電池安全幾率預(yù)測、在用電池評價(jià)，以及加強(qiáng)對電池爆炸后產(chǎn)生的對人體傷害非常大的CO、HF(氟化氫)等有害氣體控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究，并需要材料、電池、車企共同參與制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立包括指導(dǎo)研發(fā)和生產(chǎn)一致性的規(guī)范、對新電池和在用電池評價(jià)、減低事故發(fā)生后傷害等在內(nèi)的系統(tǒng)的安全評價(jià)體系。
隨著國家繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用和防治大氣污染及相關(guān)城市行動計(jì)劃的實(shí)施，新能源汽車市場化進(jìn)程將加快，上路的電動汽車會越來越多，電池安全性問題越發(fā)緊迫，研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、行業(yè)要在政府有關(guān)部門的指導(dǎo)下切實(shí)把動力電池安全問題擺在首位，加強(qiáng)研究與合作，確保電芯、系統(tǒng)、車輛安全，確保人民生命安全!
