即使是在實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置環(huán)境下，測(cè)試和評(píng)估電池內(nèi)部狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)也極其艱巨；但是，在新的技術(shù)方案加持下，將有機(jī)會(huì)克服種種障礙。

現(xiàn)在，深夜談話節(jié)目主持人針對(duì)三星(Samsung)智能手機(jī)Galaxy Note 7電池燃爆意外的種種關(guān)注、評(píng)論甚至是取笑，都已經(jīng)從觀眾的意識(shí)中消失了；在此事過境遷后，如今可能更值得回顧這一過程，看看我們究竟掌握了什么信息、遺漏了什么或者還有哪些仍不明朗之處。

當(dāng)然，這次的電池事件是一個(gè)重要的營銷和技術(shù)問題，因?yàn)檫@些電池問題導(dǎo)致了大規(guī)模的手機(jī)召回以及產(chǎn)品全面退出市場(chǎng)。技術(shù)上，導(dǎo)致電池發(fā)生問題的根本原因有二：電池組周圍的間隙不足，使其無可避免地發(fā)生了過熱膨脹現(xiàn)象；以及電池內(nèi)的微小雜質(zhì)刺穿了電池的隔離層。

一般來說，這些與電池測(cè)試有關(guān)的問題是相當(dāng)復(fù)雜的，因此，更廣泛的關(guān)注在于組件的質(zhì)量保證測(cè)試(確保不至于破壞電池)。當(dāng)時(shí)，業(yè)界出現(xiàn)了許多文章分別從不同的角度觀察這件事。例如，《華爾街日?qǐng)?bào)》(The Wall Street Journal)發(fā)表的「為何三星電池問題解決方案評(píng)分只有C？」(Why Samsung’s battery fix gets a grade C, for now)一文，記錄并隨時(shí)更新三星在測(cè)試過程中發(fā)生的事件與具體情形。

表1提供三星總結(jié)建立可接受的信心水平所需達(dá)到的多方面測(cè)試項(xiàng)目。(這份圖表數(shù)據(jù)是由三星提供的，而其中令人印象深刻之處在于顯示有成千上萬支手機(jī)與電池正進(jìn)行測(cè)試中。設(shè)置如此規(guī)模的測(cè)試環(huán)境，必定是每個(gè)測(cè)試工程師的夢(mèng)想同時(shí)也是與夢(mèng)靨??！) 20170612_battery_NT31P1（來源：Samsung、The Wall Street Journal）

另一則文章來自《醫(yī)療設(shè)計(jì)簡報(bào)》(Medical Design Briefs)——“確保質(zhì)量：降低鋰離子電池組的風(fēng)險(xiǎn)”(Quality Assurance: Risk Mitigation for Lithium-Ion Battery Packs)，它并不僅限于三星的手機(jī)電池意外，而是著眼于整個(gè)鋰離子電池技術(shù)，探討一部份測(cè)試流程以及電池供貨商在測(cè)試過程中應(yīng)遵守的標(biāo)淮。文中還解釋測(cè)試結(jié)果如何用于作為質(zhì)量保證反饋回路的一部份，以了解與改善產(chǎn)品與過程。

這一切都很美好也相當(dāng)重要。但是，電池的基本問題是：只能透過終端電壓和電流數(shù)據(jù)以及溫度和實(shí)體尺寸，非破壞性地將其視為“黑盒子”般進(jìn)行檢測(cè)。如果還想了解更多，就必須進(jìn)行深入的拆解分析。此外，雖然諸如穿刺等“具破壞性”的步驟可能有利于增進(jìn)對(duì)于某些故障模式的評(píng)估，但無法觀察到最令人感興趣的熱失控(thermal runway)模式。

但在「黑盒子」研究方面也很有前景。英國倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London；UCL)的一支研究團(tuán)隊(duì)首次使用復(fù)雜的3D成像設(shè)置，能為鋰離子電池進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算機(jī)斷層掃描(CAT)，讓研究人員得以實(shí)時(shí)追蹤并觀察電池爆炸時(shí)內(nèi)外發(fā)生的情況，如圖1。他們究竟如何以及執(zhí)行了哪些步驟？又發(fā)現(xiàn)了什么？才能成就這樣的研究成果？而不只是簡單地套用現(xiàn)有的CAT掃描技術(shù)？從圖中的同步加速器以及有趣的測(cè)試治具，能看出其中端倪嗎？

研究人員將兩種不同類型的鋰離子電池暴露于高溫中，結(jié)合X光射線和熱成像技術(shù)，記錄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部溫度變化，甚至捕捉到電池過熱起火的熱失控瞬間。結(jié)果顯示，電池內(nèi)部的支持結(jié)構(gòu)在熱失控爆發(fā)的瞬間，銅材料融化導(dǎo)致溫度升高至攝氏1,000度，熱量從內(nèi)部傳遞到外部直接導(dǎo)致熱失控。相反地，沒有內(nèi)部支持結(jié)構(gòu)的電池在爆炸瞬間導(dǎo)致整個(gè)電池外殼與內(nèi)部分離，在熱失控之前，緊密連接的電池核心也崩潰了，增加了內(nèi)部短路和損毀附近物體的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1：(a)切割附加在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的電池抑制設(shè)計(jì)，用于實(shí)時(shí)X光CAT掃描；(b)設(shè)備熱失控實(shí)驗(yàn)的布置；(c)以隔離的XY切片透過3D重建2.6-Ah電池(單元1)的XY、YZ和XZ平面之切片；(d) 以隔離的XY切片透過3D重建2.2-Ah電池(單元2)的XY、YZ和XZ平面之切片。 （來源：University College London、Nature）

根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2015年我國報(bào)廢動(dòng)力電池累計(jì)為2萬～4萬噸，而對(duì)應(yīng)的電池回收率僅為2％。2020年，我國報(bào)廢電池預(yù)計(jì)將達(dá)12萬～17萬噸，以現(xiàn)在的回收能力根本無法負(fù)擔(dān)如此規(guī)模的報(bào)廢電池量。

“鋰電池的車用壽命終止時(shí)，主要有梯次利用和拆解回收兩個(gè)解決途徑。”長安新能源汽車北京研發(fā)中心的一位技術(shù)工程師告訴《中國汽車報(bào)》記者，目前在梯次利用這個(gè)層面，很多車企及動(dòng)力電池企業(yè)都做了積極嘗試，并有自己的試點(diǎn)工程。

“伴隨著新能源汽車數(shù)量的不斷增長，淘汰的鋰電池?cái)?shù)量也越來越多，一般新能源汽車電池的使用壽命為5年。”普天新能源（北京）有限公司總經(jīng)理劉峰表示，普天新能源希望將新能源汽車淘汰的動(dòng)力電池轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能電池。

“我們項(xiàng)目的移動(dòng)充電設(shè)備采取梯次利用技術(shù)，將淘汰下來的動(dòng)力電池轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能電池為電動(dòng)汽車充電。”普天新能源（北京）有限公司副總經(jīng)理牟其勇告訴《中國汽車報(bào)》記者，最大限度地發(fā)揮動(dòng)力電池的使用價(jià)值，是動(dòng)力電池產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新，也是動(dòng)力電池回收利用產(chǎn)業(yè)的積極嘗試。

據(jù)悉，普天新能源計(jì)劃2017年在北京的多個(gè)社區(qū)投放350臺(tái)移動(dòng)充電設(shè)備。“每臺(tái)設(shè)備可支持車輛續(xù)駛200～250公里，基本滿足電動(dòng)汽車車主的充電需求。”普天新能源的一位技術(shù)人員向《中國汽車報(bào)》記者介紹稱，用于這些移動(dòng)充電設(shè)備的退役動(dòng)力電池，選取十分嚴(yán)格，該公司有自己的一套標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，該設(shè)備與公共充電樁一樣，充電接口符合國家標(biāo)準(zhǔn)，支持快充快放，還具有充電引導(dǎo)、狀態(tài)監(jiān)控、安全防護(hù)、遠(yuǎn)程通信等功能。