锂离子电池的安全性必须高度关注

最近，杭州一辆电动出租车发生燃烧，车辆烧毁。这件事对全国震动很大，特别是在汽车行业大力推广电动车的形势下，电动车的安全问题就凸现出来。

有人认为，电动车发生燃烧是偶然事件，一般汽车也常发生自燃现象。

一般来说，在正常情况下，锂离子电池是安全的，汽车的自燃也是因为使用中的一些因素造成的（高温、污物、漏电、漏油等），锂离子的安全也受到使用中不利因素的威胁。

现在认为，动力电池出现安全问题的概率是百万分之一到千万分之一。电动车还少的时候这个概率并不起眼，但车辆数量多了后就会险象环生，并且电池使用期限内时间越长安全性就越差。企业面临的困难在于千万分之一概率发生的问题，很难用几十辆样车和几万公里的测试进行检验而得出安全性结论。在新能源车推广过程中，若动力电池频繁地发生安全事故，势必对电动车的推广造成极大负面影响。

另一方面，从电池技术来讲，锂离子电池的安全型仍然有待提高。第二十五届世界新能源汽车大会期间，比克电池有限公司首席技术官毛焕宇和湖南科力远新能源公司首席科学家宋立发认为锂电池的安全性仍有待提高。锂电池起火、燃烧甚至爆炸的隐患目前仍无法完全消除。

之所以要高度关注锂离子电池的安全性，是由于这种电池自身特性所决定的：

1、锂离子电池能量密度很高，一个体系能量内能量越大就越危险，如果发生热失控，就会瞬间释放出巨大的热量，导致燃烧甚至爆炸。

2、锂离子电池采用有机电解质，本身是易燃物，存在氧化的隐患。

3、过充会使正极材料发生不可逆转的变化，可能导致内部短路、过热等。有的试验指出电压5V以下，电池表面温度是40摄氏度，5V是50度，5.5V是100度，12度时达到550度，起火爆炸。在试验中，过充25次以内，电池未出现险情，过充50次以上都会发生燃烧。

4、锂离子电池组要求各电池单体的容量、内阻、放点平台匹配一致，还要考虑电池组的平衡与热管理，如果单个电池出问题，打破平衡，也会导致不良后果。2006年前后，这个问题在笔记本电脑中曾经出现过，全球大约召回了上千万台笔记本电脑电池，笔记本电池组只有4－8个单体，汽车动力电池需要数百个单体，其管理难度很大，一致性要求更高。

5、有的研究报告指出，锂离子电池的安全性问题多发生在后续循环使用中，多次循环以后，电池的热失控温度阀值降低，失火的危险性增加。

6、锂离子电池对材料、工艺的要求极为严格，有的笔记本电池着火就是因为极片上沾有碎屑，有的是因为隔膜厚度不均匀。

锂离子电池要求的使用条件很难保证。比如说要求环境温度不超过55摄氏度，不能挤压、难以承受大的冲击、不能有剧烈的震动等等。动力电池箱尽可能布置在车辆碰撞的非变形吸能区域内,避免动力电池在碰撞中发生挤压变形。动力电池箱的固定方式尽量采用与车身纵梁等稳固件连接；单体电池采用独立稳定的整体框架式结构进行固定。

电动汽车国内外主要法规和标准是美国的FMVSS305，中国的GB/T18384.1-2001和GB/T19751-2005，欧洲的ECER100等，但是主要是对电动车车辆结构和功能方面要求，而对于碰撞试验方面没有详细规定和要求，国内类似的试验也相对比较少，没有规定具体的试验程序和试验方法。电动汽车的一个重要特点就是车内装有高电压的动力回路，由数十块，甚至几百块储能单元（如单体电池）串联或者并联组成的储能系统（如动力电池组）的电压远远超过安全电压，所以相对传统汽车来说，电动汽车对碰撞安全性提出了新的更高的要求。电动汽车碰撞试验不同于普通的汽车碰撞试验，在电动汽车碰撞试验中涉及各种类型的动力电池，以及动力电池在车辆中的放置位置，不同的摆放位置将直接影响动力电池在进行汽车碰撞试验过程中的危险性。如果电池箱受到撞击被破坏，动力电池就有可能产生爆炸，起火，威胁试验人员和设备的安全。

2010年，香港理工大学曾经展示了用于电动车的撞击模拟中心，他们指出，电动车与传统的柴油、汽油发动机汽车构造完全不一样，在整车设计、材料质量、技术规范等方面都是全新的领域，以前为提高碰撞的安全性，传统汽车要考虑车身、发动机的结构；但以后的电动汽车结构在发生改变，电池在底盘或在后面。这也导致整个汽车结构就变了：传统汽车前面非常重，车的前部要有一定的距离，前车身放置驱动装置；但是将来电动车会有所改变，电池不能放在车前面，否则这个车身太重，电池有很多是放在车身底下，而相应的汽车安全标准和碰撞要求也应该随之改变。