【第一電動網(wǎng)】（特約作者 李浩晨）鋰離子電池的正極材料主要分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰以及鎳鈷錳酸鋰三元材料等這幾類。在對動力鋰電池技術(shù)的路線進(jìn)行選擇時，無非從制造成本、能量密度、循環(huán)壽命、熱穩(wěn)定性和安全性上來進(jìn)行綜合比較，那么上述正極材料各有優(yōu)劣。那么針對暫停三元鋰電應(yīng)用于電動商用車上來說，著力點(diǎn)應(yīng)該在安全性上。

電池材料性質(zhì)對安全性的影響

鋰離子動力電池的安全事故發(fā)生主要是由于各種因素作用產(chǎn)生的熱量積累在電池內(nèi)部突然釋放，造成溫度升高使得內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生并形成燃燒乃至爆炸。動力電池之所以會出現(xiàn)安全事故不能光從正極材料本身來看，比如就有研究對錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料這三類電池的燃燒性及危險性進(jìn)行評價，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明從易燃性和釋熱性來看，石墨負(fù)極是電池組件中最容易著火的組件，而且也是熱釋放強(qiáng)度最大的組件，其次是隔膜、正極。根據(jù)AHP法計(jì)算得到的電池組件火災(zāi)危險性指數(shù)，三類鋰離子電池體系的火災(zāi)最大危險源均為隔膜，原因在于隔膜的熱釋放速率相對最大。

采用其他正極材料的動力電池用在電動汽車上并不是沒有發(fā)生過安全事故，導(dǎo)致事故發(fā)生的原因各不相同。單獨(dú)從正極材料而不結(jié)合使用環(huán)境來說安全性是沒有任何說服力的。

而負(fù)極對動力電池安全性的影響主要通過與電解液之間的反應(yīng)、黏結(jié)劑種類與含量、顆粒尺寸、表面SEI膜等進(jìn)行。另外作為電池組成部分之一的電解液通常含有大量有機(jī)類化合物，極易燃燒。它的分解反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱和可燃?xì)怏w進(jìn)一步加速正極的分解，會導(dǎo)致更多放熱反應(yīng)的進(jìn)行。在出現(xiàn)金屬穿刺電池內(nèi)部形成大面積短路和電池受到擠壓隔膜破裂導(dǎo)致正負(fù)極片短路這樣的意外事故時，電池內(nèi)部能量通過短路電阻形成的高溫會造成電解液發(fā)生反應(yīng)使得動力電池出現(xiàn)安全事故。

電池制備與使用對安全性的影響

動力電池的安全性要從整體設(shè)計(jì)出發(fā)，不僅與組成電池的各種材料性質(zhì)有關(guān)，而且與電池制備技術(shù)和使用環(huán)境有關(guān)。例如從整體設(shè)計(jì)上看，一般電池的容量較高意味著具有較高的放熱量，而體積大的電池組就會散熱相對困難，熱量更容易被累積，從而導(dǎo)致熱穩(wěn)定性降低。受到電池容量和體積大小的影響，動力電池的安全性與動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系。因此電池的PACK以及BMS在安全性上的重要性不言而喻，再安全的電池在設(shè)計(jì)不合理的結(jié)構(gòu)和不成熟的BMS管理下也會發(fā)生安全事故。

從制備技術(shù)來看，正負(fù)極容量的配比大小能夠影響到動力電池的安全性能，尤其是過充安全性能。當(dāng)正負(fù)極漿料在配制上出現(xiàn)混合不均一或在進(jìn)行涂布時的均勻度控制不當(dāng)，黏結(jié)劑、導(dǎo)電劑和一些活性組分會在部分區(qū)域進(jìn)行富集。過充過放會導(dǎo)致在該區(qū)域出現(xiàn)金屬鋰的析出或電池的變形。生產(chǎn)過程中的電池單體不一致性也會造成安全性的下降。

各種鋰電池的生產(chǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)能夠在一定程度上保證它的安全性。目前對于動力電池安全性的研究，一般是通過短路測試、擠壓測試、針刺實(shí)驗(yàn)、熱箱測試、過充過放等項(xiàng)目檢測電池能否發(fā)生漏液、燃燒甚至爆炸等現(xiàn)象來判斷電池是否安全。然而汽車在道路運(yùn)行當(dāng)中是各種環(huán)境因素疊加在一起作用在動力電池組上，影響動力電池組安全性的使用因素復(fù)雜多變。

雖然工信部將組織開展對三元鋰電池的風(fēng)險評估，暫停三元鋰電池在商用車上的應(yīng)用。從安全角度出發(fā)，這無可厚非。但從業(yè)人員不必憂慮憤慨，做好自身的本職工作，用事實(shí)去證明三元是否適合。其實(shí)不光是安全性問題，目前對動力電池系統(tǒng)的其他認(rèn)識也遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不夠，這何妨不是一個借機(jī)去解決需要解決的問題?？梢灶A(yù)見到往后兩年內(nèi)的新能源汽車事故發(fā)生的概率，與其亡羊補(bǔ)牢不如未雨綢繆，中國的新能源汽車事業(yè)仍需要大家一起努力。

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