■鋰離子電池安全與否，歸根到底取決于電池能否避免熱失控。

■當電池溫度過高或充電電壓過高時，比如出現(xiàn)碰撞、短路和過充，負反應就會被引發(fā)。

此時電池內(nèi)的熱量如果得不到及時疏散，就會引起電池內(nèi)溫度和壓力急劇上升。

■想要提高電池的安全性，需從三個層面入手：材料、單體、系統(tǒng)。

從333型到523型再到811型，市面上鎳鈷錳三元電池的正極材料比例越來越失衡，電池的能量密度越來越高，里程越來越長，安全問題卻也頻現(xiàn)，成為動力電池發(fā)展過程當中繞不過的一座大山。

煙霧、火災甚至爆炸，都是最常見的鋰離子電池事故特征，而這些故障的根源大都來自于電池熱量的失控。如何將電池內(nèi)的熱管理工作做好，為電池中的熱量分子們戴上緊箍咒，已成為未來解決動力電池安全的必答題。

時值寒冬，動力電池尚且控制不住自己燃燒的心，在火熱難擋的盛夏就更難以自制了。據(jù)不完全統(tǒng)計，在2018年8月，僅半個月的時間內(nèi)就發(fā)生了6起電動汽車起火事件：8月19日，深圳一輛微型電動面包車在充電過程中起火；8月22日，山東聊城一輛快遞電動貨車著火；8月25日，成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區(qū)內(nèi)發(fā)生自燃；8月26日，安徽銅陵一輛安凱電動客車在路邊起火；8月28日，一輛正在充電的廂式電動車起火；8月31日，廣州街頭一輛力帆650EV起火……

動力電池的自燃屬性令人不得不對新能源汽車的安全性打上一個問號：動力電池到底因何而自燃？中國汽車技術研究中心首席專家王芳提供的數(shù)據(jù)顯示：2011年2018年9月間，我國發(fā)生的電動乘用車事故達80多例，其中35%是由電池內(nèi)部短路引發(fā)的；16%則是在充電過程中出現(xiàn)的，比如過度充電；18%為機械外力因素的影響，如碰撞；還有3%為進水；剩下的則是由不明原因造成的。

電池熱失控是罪魁禍首

鋰離子電池安全與否，歸根到底取決于電池能否避免熱失控。武漢大學教授艾新平介紹，在鋰電池中，除了我們熟知的正常充放電反應外，還存在著潛在的負反應。在電池的正常溫度和正常電壓范圍內(nèi)，不會發(fā)生這些負反應；但當電池溫度過高或充電電壓過高時，比如碰撞、短路和過充，這些負反應就會被引發(fā)。此時電池內(nèi)的熱量如果得不到及時疏散，就會引起電池內(nèi)溫度和壓力急劇上升。

溫度越高，電池負反應的反應速度就越大，最終導致電池進入一個無法控制的自加溫狀態(tài)，也即熱失控狀態(tài)。它是導致電池發(fā)生爆炸和燃燒的主因。艾新平進一步解釋。

三個層面進行熱管理

要提高電池的安全性，需從三個層面入手。一是材料層面，二是單體層面，第三個層面是系統(tǒng)層面。艾新平介紹，在材料層面，要重點提高材料和界面的熱穩(wěn)定性，降低其產(chǎn)熱量；在單體層面，除優(yōu)化電池熱設計外，更重要的是發(fā)展熱保護技術，如PTC電極、熱關閉隔膜等；在系統(tǒng)層面，則需重點開展隔熱設計，防止熱擴展。

研究表明，在對電池系統(tǒng)的熱分析中，磷酸鐵鋰的熱穩(wěn)定性從材料上來講是最好的。電池的安全性首先取決于自身材料的安全性。上海交通大學特聘教授馬紫峰指出，要增加電池的安全性，高能量的電池就可能需要在系統(tǒng)設計當中加入特定的保護裝置，比如說冷卻系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)等。