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，事實上也是一直有鋰離子動力電池汽車電池安全性的一些負面信息傳來，而國內(nèi)的情況要更嚴峻一些。那么，鋰離子動力電池安全性是不是在機理上就存在不可規(guī)避風(fēng)險呢?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認識，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、負極隔熱層等，主要課題是如何實現(xiàn)耐高溫阻燃、高強度、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、正負極錯位、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，這一點至關(guān)重要。因為，不同整車企業(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)準工作進展情況，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)準外，要加快電池安全幾率預(yù)測、在用電池評價，以及加強對電池爆炸后產(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，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、減低事故發(fā)生后傷害等在內(nèi)的系統(tǒng)的安全評價體系。
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)城市行動計劃的實施，新能源汽車市場化進程將加快，上路的電動汽車會越來越多，電池安全性問題越發(fā)緊迫，研究機構(gòu)、企業(yè)、行業(yè)要在政府有關(guān)部門的指導(dǎo)下切實把動力電池安全問題擺在首位，加強研究與合作，確保電芯、系統(tǒng)、車輛安全，確保人民生命安全!
