9月20日，由中國電動汽車百人會、中國信息化百人會、浙江省發(fā)改委以及杭州市人民政府主辦，杭州蕭山區(qū)政府和大會組委會承辦的全球未來出行大會（Global Future Mobility Conference）在杭州G20場館來開帷幕，在全球新能源汽車創(chuàng)新大會環(huán)節(jié)，中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高，重點提及了新能源汽車動力電池安全問題。 

中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高 

歐陽明高表示，首先是電動汽車事故自燃事件頻發(fā)，根據(jù)國外電動汽車自燃起火的原因匯總后發(fā)現(xiàn)，主要是碰撞后起火。國內(nèi)電動汽車“起火”則主要有以下幾個特征：第一，電池類型以三元電池為主，比例超過一半，當(dāng)然也有磷酸鐵鋰電池；第二，圓柱形電池為主，因為圓柱電池外部是鋼殼，卷的比較緊，一旦發(fā)生熱失控，它會爆炸，之后會引燃其他電池。第三，充電失火的事故占比較大。 

歐陽明高指出，電池?zé)崾Э厥鞘鹿手饕?。電池的熱失控就是電池達到一定溫度產(chǎn)生連鎖的負反應(yīng)，放熱反應(yīng)。這個過程忠，電池溫度快速上升，最高速度可達每秒鐘溫升接近1千度。 

熱失控是什么引起的呢？歐陽明高點干掉，首先是電池過熱而導(dǎo)致熱失控，過熱的原因則有可能是電池包本身溫度不均勻、過充過放、外短路、內(nèi)短路等等這些電的原因會放熱，還有機械原因，比如進水、密封不好、碰撞等等。 

歐陽明高認(rèn)為，動力電池自燃主要歸因為產(chǎn)品質(zhì)量問題。產(chǎn)品質(zhì)量問題就是指產(chǎn)品在設(shè)計、制造、驗證、使用過程中沒有嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。主要有三類：第一，電池產(chǎn)品測試驗證不足；第二，車輛使用過程中可靠性變化；第三，充電安全管理技術(shù)有問題。 

在歐陽明高看來，高比能量電池面臨更嚴(yán)峻的安全技術(shù)挑戰(zhàn)。根據(jù)中國新能源汽車動力電池比能量發(fā)展的趨勢，我國將迅速向300wh/kg的高比能量電池邁進，高比能產(chǎn)品也會進入市場。例如，高鎳三元811電池很快就會進入市場，這些高比能量的電池會比原先的這些相對低的比能量的電池所面臨的安全技術(shù)的要求會更高。 

高比能量電池?zé)崾Э氐某尸F(xiàn)幾個特征溫度。歐陽明高表示，一般來說，當(dāng)電池溫度升高到一定程度，電池就會自產(chǎn)熱，這個溫度為T1溫度，產(chǎn)熱發(fā)生到一定程度無法抑制，熱失控觸發(fā)，形成T2溫度，最后溫度上升到最高點就稱之為T3溫度。熱失控機理主要發(fā)生在T2到T3階段。一般認(rèn)為是內(nèi)短路造成熱失控，但是研究中發(fā)現(xiàn)，高比能量則不完全由短路引起。高比能電池在沒有內(nèi)短路情況下，同樣會發(fā)生熱失控。原因主要為高比能量電池的耐高溫新型隔膜到200度以上沒有變化，電解液基本完全蒸發(fā)，但在230-250度時，正極材料相變放出的氧與負極反應(yīng)產(chǎn)生放熱高峰。 

歐陽明高強調(diào)，各種不同鎳含量的三元鋰離子電池有差異。811電池與常用的622或者532相比，放熱峰明顯的都比其它高，這表明811的熱穩(wěn)定性較差。經(jīng)過分析得到初步結(jié)論，高鎳正極對全電池安全有較大的影響，硅炭負極對安全在初期影響不大，但是在循環(huán)衰減后影響比較大。 

應(yīng)對這種熱穩(wěn)定差也有一系列的改進途徑，通過新的方法，利用單晶顆粒來替代多晶的正極材料，電池的熱穩(wěn)定性有非常好的改善，相應(yīng)的安全性也有很好的改善。第二，則通過對熱失控蔓延過程的測試和仿真的傳熱分析，設(shè)計了一種隔熱的方法，就是在主導(dǎo)傳熱的路徑上加隔熱材料，實驗發(fā)現(xiàn)確實達到了隔斷熱失控蔓延的效果。第三，熱失控的誘因為內(nèi)短路，對在用電池和事故電池的分析發(fā)現(xiàn)，電池制造時均勻的極片在使用一段時間之后會產(chǎn)生折疊區(qū)域的破裂，容易發(fā)生局部的析鋰，從而導(dǎo)致熱失控。 

內(nèi)短路分為以下幾類，其中鋁集流體和負極相連是最危險的內(nèi)短路。第二個方面就是充電，比如電池的不一致性導(dǎo)致的，因為不一致，充電過程中有的地方已經(jīng)充滿了，有的地方還沒有充滿，就會導(dǎo)致有一些充滿的電池微過充，接著就會在負極材料上析鋰，產(chǎn)生鋰枝晶，就是所謂的析鋰，導(dǎo)致安全性變差，導(dǎo)致短路。第三則為老化。電池老化后的不一致性會擴大，電池管理的精確性也就很差。另外，低溫環(huán)境下的老化會嚴(yán)重影響電池的熱穩(wěn)定性，發(fā)生熱失控的自生熱溫度會降低，這就更容易導(dǎo)致熱失控。 

歐陽明高指出，通過研究發(fā)現(xiàn)，保障電池系統(tǒng)安全性的核心是研發(fā)先進的電池管理系統(tǒng)。目前，在電池管理系統(tǒng)方面，國內(nèi)的產(chǎn)品的功能不足、精度不夠，尤其是安全功能是不全，因此需要加大電池管理系統(tǒng)的研發(fā)力度。 

那么我們?nèi)绾螐氐捉鉀Q電池安全性問題？歐陽明高表示，近期可以通過一些技術(shù)來保障安全性，但是長遠看，要保障電池的絕對安全就需要前瞻性的科學(xué)研究。鋰離子動力電池高比能是全世界范圍的發(fā)展方向和趨勢，不能因為有安全問題就不發(fā)展高比能量電池，關(guān)鍵是把握高比能量與安全性之間的平衡點。比如高鎳三元鋰離子動力電池的本征安全問題，其機理是正極會釋放氧，我們可以通過界面的修飾來延緩正極釋氧，提高穩(wěn)定性；再一個就是開發(fā)下一代的固態(tài)電解質(zhì)，從根本上解決電解液燃燒的問題。 

歐陽明高表示，基于各國動力電池技術(shù)路線的比較，短期是液態(tài)電解液的鋰離子電池，下一步將會向固態(tài)電池方向發(fā)展。他建議我國也應(yīng)該走類似的路徑，即短期是液態(tài)電解質(zhì)，發(fā)展高鎳三元正極和硅炭負極，通過電池管理系統(tǒng)和熱蔓延的抑制來防止安全事故發(fā)生，這類電池能夠滿足電動汽車500公里續(xù)駛里程的要求。中長期，從液態(tài)電解質(zhì)逐步過渡到全固態(tài)電池，估計在2030年全固態(tài)電池將會得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。 

歐陽明高在動力電池政策方面提出以下建議： 

第一，原有的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)（2020年單體達到350瓦時/公斤，系統(tǒng)260瓦時/公斤，循環(huán)壽命2000次）是偏高的，從安全角度考慮，我認(rèn)為不宜強行推行。 

第二，補貼政策要符合技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，對能量密度的提升不宜過快、不宜更改過頻，這是我對財政部的建議。 

第三，盡快推出電動汽車安全年檢規(guī)范。同時，為了更好處理和分析電動汽車事故，最好有電動汽車黑匣子，同時電池包要留有消防安全的接口，目前的電池包封的很死，導(dǎo)致消防滅火的時候困難重重，這些是對公安部的建議。 

最后，電池安全是電池技術(shù)革命性突破的第一重點，也是純電動汽車性能提升的第一關(guān)鍵，電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展越后期電池安全就越變成一個瓶頸技術(shù)，比如十分鐘充300公里以上的電的快充技術(shù)，會對電池安全帶來挑戰(zhàn)，電壓從300V提高到600V甚至800V，這些都與安全相關(guān)，也是今后純電動汽車競爭的主戰(zhàn)場。 

安全是電動汽車可持續(xù)發(fā)展的生命線，動力電池國家科技研發(fā)，要以安全為核心，全面提升現(xiàn)有鋰離子動力電池系統(tǒng)安全技術(shù)，全力突破新型固態(tài)電池技術(shù)。