鋰電池副反應的安全性隱患是其電化學體系所決定的，并伴隨電池比能量提高而變得愈加嚴重，即便再出色的電池管理系統(tǒng)（BMS）也無法從根本上解決鋰離子動力電池的安全性問題。同濟大學教授葉際平也在演講中表示，BMS一個很大的問題就是不能像腦神經跟器官一般知道冷暖自如，BMS能夠控制電池，但是電池里面的材料變化它無法反饋到BMS里面去。

盡管鋰電安全無法根治，但卻是可控可防的，正確面對并積極探索一些新的安全性技術，將有利于促進電池技術進步，比如提高材料/界面熱穩(wěn)定性，開發(fā)單體自激發(fā)熱保護技術，以及系統(tǒng)熱擴展防范技術，就可以有效改善電池系統(tǒng)的安全性。以下為艾新平教授在電芯安全層面的研究，可供讀者參考。

 

表面包覆。正極的熱分解和它引起的析氧主要在于它和界面（電解液）的反應，于是我們可以在正極活性表面包覆熱穩(wěn)定的保護層。比如在高鎳的正極表面包覆磷酸膜或者磷酸鋰以后，可以減少高鎳材料與電解液的直接接觸，從而降低副反應的強度和產熱。常見的包覆材料包括磷酸鹽、氧化物、氟化物，也可以是一些聚合物。

 

構建濃度梯度。高鎳正極的不安全，除了本身的熱穩(wěn)定性不好以外，更重要的是鎳對電解液的氧化分解作用非常強，而材料本身的放熱量并不是那么大，但是加上電解液以后，它的產熱溫度和產熱量是急劇提高的，原因就是電解液的界面反應占了很大的部分。如果我們將高鎳作為核，用一些低鎳含量的材料作為殼，讓它內外有一個濃度梯度，這樣就有助于降低這個材料界面的反應活性，提高電池安全性。

 

提高SEI膜的穩(wěn)定性。上文提到熱失效往往是從負極SEI膜的分解開始的，如果我們采用一些方式能提高SEI膜的分解溫度，提高熱穩(wěn)定性，對電池安全性將起到至關重要的作用?，F在的研究表明，一些有機脂類，一些有機磷酸鹽，甚至一些含氟的鋰鹽，他們都是可以有效的來提高負極SEI膜熱穩(wěn)定性的，提高它的分解溫度。

 

建立單體自激發(fā)熱保護。它的技術原理是利用溫度敏感材料切斷危險溫度下電極上的電子傳輸或離子傳輸，甚至關閉電池反應，從而終止產熱。比如PTC材料，隨著溫度的升高材料會從一個良好的導電態(tài)變成一個絕緣態(tài)，切斷電路。將PTC材料作為極流體的涂層或者作為電極的導電劑或者作為活性物質的表面修飾層，即可有效的實現單體電芯的自發(fā)熱保護。與之類似的還有一種微球修飾隔膜，溫度升高時微球發(fā)生一個熔化，封閉隔膜上的孔道導致電池反應關閉。

防止熱失控的誘發(fā)和蔓延才是工作重點

盡管艾新平教授介紹了多種提高單體電芯安全性的思路，但正如前文所提到的，我們始終無法從工藝上保證清除所有的安全隱患。與其在電芯的工藝層面做過多糾結，不如將工作重點放在系統(tǒng)層面，即防止單體發(fā)生熱失控以后產生系統(tǒng)的功能障礙，甚至是災難性事故。

中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高也表示，當前鋰離子電池從單體層面完全杜絕熱失控是不太現實的，但我們可以從電池系統(tǒng)的熱機電設計與控制設計來防止誘發(fā)和蔓延，即便單體出現熱失控也不會發(fā)生事故。

 

確實，電芯的失效只是整個電池系統(tǒng)安全隱患的一小部分。站在模組的角度，由于電芯結構、工作方式和環(huán)境等多方面的因素會使得電芯的安全隱患加倍的體現出來，因此動力系統(tǒng)的結構設計、控制系統(tǒng)、生產管控的嚴密性等等才是更加重要的部分。

 

這也是為什么市場上無法直接買到鋰電池電芯的原因，電池芯生產商只會向經過授權的Pack公司銷售自己的電芯，再由Pack公司將電芯與保護板封裝成電池包出售給電器生產商而不是消費者。此外，電池包必須與專用的充電器搭配并嚴格按照規(guī)定的方法使用，其實研究一下眾多的電動汽車充電自燃事故，不難發(fā)現，很大一部分自燃事件都是使用者沒有嚴格按照充電要求進行操作。 其次，不匹配的充電器在充電過程中也很可能造成電動車起火。作為電動車電池續(xù)航的重要輸入配件，充電起到的安全作用功不可沒。經常會有人誤把不匹配的電動車充電器混用，這樣不僅損壞電動車電池壽命，也對安全隱患埋下伏筆。

 

  再次，過度給你的電動車充電和有可能造成電動車起火事故。經常有朋友喜歡給電動車充電過夜，如果超過正常的8小時而達到12小時甚至更長的充電時間的話，不僅縮短電動車電池壽命，更有可能在過沖=充導致起火隱患。