熱失控成自燃重要誘因；動(dòng)力鋰電池發(fā)展面對(duì)高能量密度與電池安全性博弈；專(zhuān)家建議規(guī)范電池維修保養(yǎng)

2018年，新能源汽車(chē)迎來(lái)又一輪爆發(fā)式上升。據(jù)中汽協(xié)官方數(shù)據(jù)顯示，2018年新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量破百萬(wàn)輛。但與此同時(shí)，高上升的背后也暴露了不小的安全問(wèn)題。

2018年八月二十五日，成都一輛威馬EX5在威馬汽車(chē)研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃；八月二十六日，安徽銅陵一輛安凱電動(dòng)客車(chē)在路邊起火；八月二十八日，一輛正在充電的廂式電動(dòng)汽車(chē)起火；八月三十一日，廣州街頭一輛力帆650EV起火；九月一日，長(zhǎng)春街頭一輛特斯拉疑似起火；九月六日，合肥一輛奔馳電動(dòng)汽車(chē)起火；十月十日，北京海淀區(qū)一輛長(zhǎng)安奔奔EV起火……據(jù)新京報(bào)記者不完全統(tǒng)計(jì)，僅2018年年內(nèi)，新能源汽車(chē)的自燃事件發(fā)生多達(dá)30余起。

多起自燃事件的發(fā)生，使得行業(yè)開(kāi)始審視自燃事件背后的技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題。我國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在今年一月份舉辦的我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)上給出的原因是，電池?zé)崾Э匾l(fā)自燃，現(xiàn)在的電動(dòng)汽車(chē)為追求高能量密度高續(xù)航，將電池中的隔膜厚度進(jìn)行削減，給電池安全造成了一定的安全隱患，很容易造成熱失控。除此之外，國(guó)家補(bǔ)貼政策的快速調(diào)整與動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法得到充分驗(yàn)證，進(jìn)而出現(xiàn)安全隱患。

因此，如何在新能源汽車(chē)快速發(fā)展、提升其電池密度和續(xù)航里程的同時(shí)，保證電池和整車(chē)的安全性，成為當(dāng)下要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

熱失控成自燃重要誘因

目前，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，引發(fā)電池?zé)崾Э氐脑蛑匾菬彷椛洹㈦姵貎?nèi)部短路、惡劣環(huán)境濫用。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院對(duì)2017年以來(lái)新能源汽車(chē)的起火事故分析統(tǒng)計(jì)，充電場(chǎng)景是起火的高發(fā)場(chǎng)景，占比達(dá)50%。而起火事故的原因中，動(dòng)力鋰電池自燃占比為31%，重要是由于鋰離子電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后，短時(shí)間內(nèi)電池釋放出大量熱量，溫度急劇升高，導(dǎo)致熱失控。

歐陽(yáng)明高稱(chēng)，由于動(dòng)力鋰電池在工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，其正常情況下可控，但在電池溫度過(guò)高或充電電壓過(guò)高時(shí)，電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)會(huì)接連發(fā)生，出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，使電池內(nèi)壓及溫度急劇上升，進(jìn)而引發(fā)電池?zé)崾Э兀鹑紵虮ā?/p>

拋開(kāi)外部的使用和環(huán)境問(wèn)題的變化，發(fā)熱原因與本身的制造材料與工藝也息息有關(guān)，電池使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、電池包溫度不均、短路等問(wèn)題都可能導(dǎo)致熱失控。

原因很多，但最重要是電池驗(yàn)證不足。國(guó)家863電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)動(dòng)力鋰電池測(cè)試中心主任王子冬認(rèn)為，動(dòng)力鋰電池組是非常復(fù)雜的能量系統(tǒng)。一個(gè)電池的安全和循環(huán)壽命，除了關(guān)乎電池自身產(chǎn)品質(zhì)量，更重要的就是安全管控。

新京報(bào)記者向新能源汽車(chē)測(cè)試工程師了解到，目前新能源汽車(chē)電池驗(yàn)證普遍面對(duì)以下幾點(diǎn)問(wèn)題，一是動(dòng)力鋰電池驗(yàn)證時(shí)間短；二是驗(yàn)證手段不完善；三是過(guò)程執(zhí)行不規(guī)范。

這位工程師解釋稱(chēng)，由于現(xiàn)在廠(chǎng)家都跟著政策走，為了縮短測(cè)試周期，讓新車(chē)盡快上市，關(guān)于動(dòng)力鋰電池的細(xì)節(jié)方面驗(yàn)證并不全面，而且行業(yè)內(nèi)很多公司可能都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池驗(yàn)證的相應(yīng)技術(shù)手段和能力。

電池高能量密度與安全的平衡戰(zhàn)

賓夕法尼亞州立大學(xué)電化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)中心主任王朝陽(yáng)曾舉過(guò)一個(gè)生動(dòng)的例子：我們做電池的科學(xué)家跟工程師，每天是在玩折中的游戲。這里的折中，指的就是高能量密度與電池安全的折中。

在如今新能源汽車(chē)的火熱發(fā)展之下，高能量密度的動(dòng)力鋰電池帶來(lái)的高續(xù)航，成為車(chē)企爭(zhēng)相追逐的目標(biāo)。但不同的是，一些車(chē)企選擇在技術(shù)研究上投入，通過(guò)技術(shù)研發(fā)實(shí)現(xiàn)高續(xù)航與車(chē)輛安全的平衡，也有一些公司選擇簡(jiǎn)化這一流程。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料稱(chēng)，由于國(guó)家政策將動(dòng)力鋰電池高密度與補(bǔ)貼掛鉤，一些公司為了拿補(bǔ)貼，在技術(shù)尚不完全成熟且缺乏嚴(yán)格驗(yàn)證的情況下，匆忙上馬高能量密度電池項(xiàng)目。由于這些電池開(kāi)發(fā)時(shí)間短，尚不成熟，加之不斷縮短和簡(jiǎn)化的驗(yàn)證試驗(yàn)環(huán)節(jié)，問(wèn)題隨之而來(lái)。

目前動(dòng)力鋰電池的重要問(wèn)題是，隨著能量密度的提高，熱失控幾率呈上升趨勢(shì)。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，從電池形態(tài)和材料來(lái)看，動(dòng)力鋰電池將會(huì)從正極減鈷到無(wú)鈷、負(fù)極加硅、電解質(zhì)減有機(jī)溶劑，逐步向全固態(tài)方向發(fā)展。據(jù)歐陽(yáng)明高分析，目前全固態(tài)電解質(zhì)還有很多技術(shù)瓶頸需克服，大規(guī)模商業(yè)化估計(jì)在2025-2030年左右。

他認(rèn)為，將補(bǔ)貼和動(dòng)力鋰電池能量密度掛鉤沒(méi)有問(wèn)題，但要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律，對(duì)能量密度的提升不宜過(guò)快過(guò)頻，新能源汽車(chē)發(fā)展的節(jié)奏一定要穩(wěn)。

業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，未來(lái)隨著今年年內(nèi)補(bǔ)貼退坡，國(guó)家逐步取消對(duì)續(xù)駛里程、能量密度等細(xì)節(jié)要求之后，技術(shù)的決策權(quán)將回到公司，市場(chǎng)關(guān)于產(chǎn)品的選擇也會(huì)更加苛刻，沒(méi)有技術(shù)含量、達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)的公司，面對(duì)的將是淘汰風(fēng)險(xiǎn)。

專(zhuān)家建議規(guī)范維護(hù)保養(yǎng)電池

目前新能源汽車(chē)屢次出現(xiàn)的自燃問(wèn)題，已經(jīng)引起了行業(yè)內(nèi)的廣泛重視。

有專(zhuān)家指出，過(guò)去幾年尤其是在電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用初期，很多廠(chǎng)商都向消費(fèi)者灌輸了電動(dòng)汽車(chē)不要維護(hù)保養(yǎng)的理念，其實(shí)這是一個(gè)很大的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，電動(dòng)汽車(chē)尤其是電池也要定期保養(yǎng)。

今年一月十日，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)、我國(guó)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟聯(lián)合公布《電動(dòng)汽車(chē)安全指南》建議，電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)定期在售后服務(wù)中心檢查，建議保養(yǎng)周期為每5000公里或半年。定期保養(yǎng)的內(nèi)容應(yīng)包含均衡充電、氣密性檢測(cè)、絕緣性能檢測(cè)、外觀檢查等。

王子冬也在公布會(huì)上表示：為了安全性和可靠性，電動(dòng)汽車(chē)要定期檢查和保養(yǎng)。但之前的動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)很少考慮系統(tǒng)的可維修性，讓用戶(hù)在對(duì)動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)無(wú)從下手。所以，電池系統(tǒng)要設(shè)計(jì)維護(hù)保養(yǎng)接口。

一位在北汽新能源從業(yè)多年的工程師三月十一日對(duì)新京報(bào)記者表示，動(dòng)力鋰電池安全問(wèn)題的發(fā)生，也與目前技術(shù)還未達(dá)到非常成熟階段有關(guān)，傳統(tǒng)燃油車(chē)也經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段，因此新能源汽車(chē)的技術(shù)也要時(shí)間來(lái)磨合沉淀。再者從能量密度上來(lái)看，新能源汽車(chē)使用的鋰離子電池組能量密度更大，可以達(dá)到200-260wh/g；傳統(tǒng)汽車(chē)所使用的蓄電池，能量密度更小，基本上只能達(dá)到50~70wh/g。并且在現(xiàn)有技術(shù)水平下，鋰離子電池組能量密度是不斷上升的，而蓄電池的能量密度基本只能維持不變。