行业普遍关注能量密度
频频发生起火事故,有些专家将其归因于行业过于追求电池高比能量密度。前不久,我国工程院院士杨裕生指出,电池高镍化提高了比容量,也让电池的热失控温度和安全性逐步下降。三元锂离子电池热失控温度不足200℃,尤其是三元材料在达到一定温度时分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,电池内部也已经完整地具备了燃烧要素,这也是三元锂离子电池起火后,火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。
杨裕生认为,由于片面追求纯电动汽车高续驶里程,三元材料的高镍之风越刮越烈。三元电池或许是按时炸弹,磷酸铁锂离子电池不应该被埋没。还有专家认为,从理论上看,三元电池的安全性就低于磷酸铁锂,加大三元电池中镍的含量必然带来更大的安全隐患。
电池包设计缺陷不能忽视
三元电池高镍化降低了电池的安全性,但也正如杨裕生所言,这是三元电池起火后,火势蔓延迅速且难以扑灭的原因。那么,真正引起电池起火的直接原因是什么?
上述电池行业专家告诉《我国汽车报》记者,每次电动汽车起火时,无论是整车公司还是配套的电池公司都非常重视,都会派技术专家前往现场了解情况,并且把起火之后的车辆运回来进一步拆解,寻找起火的真正原因。他告诉记者,从拆解分析结果来看,绝大多数电动汽车起火事故的原因不是电池本身,而是因为电池包各种缺陷引起的。他说,电池包设计之初就存在很多缺陷,这些缺陷的存在埋下了安全隐患,安全隐患累积到一定程度之后,最终会引发电动汽车起火燃烧。
不难发现,最近发生的电动汽车起火事故大多数位于我国南方,这与南方近期大范围的降雨有较大关系。该专家表示,电动汽车有较高的防水要求,假如达到IP67防水等级,电动汽车的安全将有保障。假如电动汽车的防水等级没有达到要求,长时间使用之后,电动汽车的防水效果会有所减弱,雨水、路面积水等就有可能侵蚀电池系统,从而导致电池发生短路。该专家告诉《我国汽车报》记者,电动汽车的防水性能减弱导致的电池短路不是发生在电池内部,而是在电池包中就出现了短路,从而导致燃烧事故。
电池内短路也应重视
该专家告诉记者,目前,由于电池包的原因引起的起火事件占据大多数,但也有少部分是电池本身的问题,这与电池市场的不规范有关。他说,我国动力锂电池的集中度较高,排名前十的公司市场占有率超过80%,这些公司技术实力都较强,并且重视电池生产质量。但我国有上百家电池生产公司,他们在不同的细分领域寻求自己的生存之道,有些二流电池公司的产品仍然会流入市场,这些公司的产品可能存在电芯本身的问题。比如,电芯中杂质含量过高,不要外部因素就可能出现电池内短路,导致电池热失控从而起火燃烧。
电池的内短路不能忽视。苏州宇量电池有限公司董事长毛焕宇说,电池在设计和制造过程中有很多的机会会留下内短路的安全隐患,目前的技术还无法完全消除和防止出现内短路,也在事故发生之前无法探测到。尽管电池的内短路是小概率事件,但也不能忽视,一旦发生内短路将是灾难性的。
毛焕宇说:内短路无法克服,但可以采取两个措施保障电池的安全,一是降低热失控的强度;二是设置热扩展屏障。为了达到这个目的,苏州宇量电池有限公司探索出了自己的一套预防措施:通过化学方法控制来降低热失控电池的反应能量,设置热传递障碍等。