高能量密度電池背鍋？

　　事實上，如何在高能量密度和提高安全性之間取得平衡，一直是行業(yè)關心的話題和亟待解決的難題。有數(shù)據(jù)顯示，自燃事故中大部分事故車輛搭載的三元鋰電池主要為523體系，未來隨著811（正極材料用80％的鎳、10％的鈷和10％的錳）高鎳體系動力電池的應用，或將帶來更大風險。

　　判斷依據(jù)在于，相對而言，811高鎳材料在能量密度上具有一定優(yōu)勢，但其在材料穩(wěn)定性、循環(huán)壽命等方面并不具優(yōu)勢。

　　不僅如此，關于鋰離子動力電池的安全性問題，王子冬補充道，鋰離子動力電池（尤其是如今大規(guī)模采用的811三元鋰電池）電芯材料的化學性質比較活躍，對于溫度非常敏感，簡而言之，就是怕熱、怕冷，也怕“深放”。

　　首先，如今普遍采用的高能量密度的三元鋰電池電芯內的電解液屬于易燃物，在高溫條件下，三元材料會析出氧氣，這就意味著即便將三元鋰電池放置在一個完全隔絕氧氣的真空環(huán)境中，一旦出現(xiàn)異常高溫，電池仍然可能會自燃，而且靠目前的技術手段（與氧氣隔絕）很難將其撲滅，只能任其“自生自滅”。

　　其次，在低溫環(huán)境下，電芯內部的鋰離子會析出成為金屬態(tài)，一方面導致電芯容量減少，另一方面析出的金屬態(tài)鋰會聚集鍍在電芯負極表面形成鋰枝晶。一旦枝晶刺破隔膜連接電芯的正負極，就會導致短路產生危險。

　　而以三元材料作為正極材料的動力電池，如果長時間放置，沒有充放電的話，電池自身的容量也會受到影響。這是因為三元材料屬于人工合成的化學物質，它自身的化學鍵并不穩(wěn)固，如果長時間放置，自身就會發(fā)生一定的化學反應，導致容量下降。

熱失控的誘因與過程

　　之前有不少報道說純電動汽車自燃是由于動力電池組發(fā)生了熱失控導致的，但是在這里需要明確的是，熱失控是動力電池組產生問題的現(xiàn)象，而并非是問題的真正原因。我們所說的熱失控是電芯內部產生了不可控制的溫度升高，但是電芯內部如何發(fā)生的溫度升高？什么時間發(fā)生的？目前我們還沒有完全摸透它的規(guī)律。

　　這一方面是由于純電動汽車自燃是偶發(fā)性的，且之后“案發(fā)現(xiàn)場”往往損毀嚴重；另一方面，動力電池的自燃無法通過技術手段進行“復盤”。加之目前我們對于鋰離子電池的化學性質尚缺乏科學系統(tǒng)的研究和認知，因此目前發(fā)生的很多純電動汽車自燃事故，最后的調查結果往往難以令人滿意。

　　從已知的引發(fā)熱失控的原因來看，大體可以分為外部原因和內部原因。外部原因如底盤的撞擊、擠壓、浸水等都是比較常見的；內部原因如電池的過充、過放，電池老化、枝晶等現(xiàn)象，也被認為是今年多起自燃事件的“元兇”。

對于熱失控的過程，我們可以分三個階段來看：

　　第一階段是熱積累的階段，在這個階段，電芯的內部因為上述的各種原因異常發(fā)熱，導致電芯內部的SEI膜、隔膜分解，而隨著SEI膜、隔膜的分解，電芯內部則會加速升溫過程。如果能在這個階段及時發(fā)現(xiàn)異常，無論是對于避免熱失控還是人員逃生來說，都是一個最好的時機。

　　第二階段是熱失控階段，隨著電芯內溫度不斷升高，最終導致了大規(guī)模的短路，電芯內的電解液開始燃燒，導致單體電芯完全燃燒。而電芯在電池包內是緊密排布的，一旦一節(jié)電芯失控燃燒，則會迅速引燃其它電芯。至此，電池的燃燒基本就進入了不可逆的熱失控狀態(tài)。

　　第三階段往往就是我們在一些電動車自燃事故視頻中看到的場景了。大量電芯被引燃，電池包為防止爆炸開始泄壓，大量氣體從車輛底部噴出，有時還會伴隨著火焰。大火會持續(xù)燃燒，直至整個電池組、車輛燃燒殆盡。

電池管理系統(tǒng)失職？

　　也有人在質疑是否是由于電池組的BMS（電池管理系統(tǒng)）的“失職”，沒有及時監(jiān)控到電池組的問題并采取措施，導致了問題的發(fā)生？就此觀點，王子冬說到，BMS監(jiān)測的是“外部的敵人”，對于電芯內部發(fā)生的問題很難做到提前發(fā)現(xiàn)。

　　我們知道，BMS可以監(jiān)測整個電池組，包括電芯的電壓、電流，以及部分電芯的溫度，防止過充或過放，確保電池組的健康運轉。然而對于隱藏在電芯內部的健康問題，BMS卻有些力不從心。并且一旦外部檢測到電芯的溫度異常，很有可能內部已經(jīng)發(fā)生了“熱失控”，屆時即便切斷整個電池組的電源也無濟于事。

充電可能是誘因

　　雖然從數(shù)據(jù)來看，充電狀態(tài)下燃燒比例最少，電池原因最多。但王子冬指出，目前已經(jīng)發(fā)生的純電動汽車自燃的事故中，有一半以上的車型都是剛充完電不久，或者正在充電，充電過程很有可能是導致純電動汽車自燃的一個誘因。

　　對此，充電樁運營商星星充電有不同的看法。星星充電集團運維總經(jīng)理李宏慶表示，根據(jù)清華大學汽車工程系歐陽明高教授2018年公開的意見，充電過程中自燃的原因主要是電池產品測試驗證不足；車輛使用過程中可靠性惡化；充電安全管理技術水平低下；電池系統(tǒng)熱蔓延抑制技術水平有限等原因。

　　李宏慶認為，充電過程中的電流是樁端根據(jù)車端需求綜合判斷后輸出的，國標要求以及企業(yè)設備實施上都對樁端電流的輸出有多重控制機制，可以確保輸出電流小于等于車端需求電流。

　　不過，并不是所有的充電樁企都可以這么自信。據(jù)央視新聞報道，近日，廣東產品質量監(jiān)督檢驗研究院首次公布了電動汽車充電樁產品風險監(jiān)測結果。結果顯示，70%的檢測樣品都存在安全隱患。這次風險監(jiān)測共采集9家生產企業(yè)的10批次電動汽車充電樁產品，其中7批次不符合國標要求。風險監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，樣品中共出現(xiàn)四個檢測項目不符合國標要求，甚至有1批次樣品3個檢測項目項均不符合國標。

　　不合格的原因也是“五花八門”，包括充電樁輸出電壓普遍過高，遠遠超出家用220V電壓，不具備專業(yè)電工常識的人操作會有觸電風險；70%的樣品不符合防觸電國標，主要問題包括金屬材料不接地、發(fā)生故障沒有警示等；充電槍電子鎖沒有可靠鎖緊，槍頭會帶電，使用者在插、拔時易發(fā)生危險；充電樁零部件防銹性能差，水汽與導電部件接觸，會導致腐蝕或外部導電等。

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　　我們看到一臺電動車自燃時，往往只是把責任歸咎于造車的主機廠，而實際上，電池能否安全穩(wěn)定的使用，與每一次的充放電都息息相關。多項試驗證明，頻繁的過充過放會導致電池的熱穩(wěn)定性變差，給電動車埋下自燃的種子。