在政策的推助下，去年開(kāi)始電動(dòng)車在中國(guó)市場(chǎng)呈爆發(fā)式的增長(zhǎng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)各類型電動(dòng)車輛（含低速電動(dòng)車、二輪及三輪摩托車）保有量已超過(guò)2億輛，而每年由于各類電動(dòng)車輛電池起火導(dǎo)致的火災(zāi)在150萬(wàn)起左右，最近媒體曝出的純電動(dòng)汽車自燃事故僅僅是典型代表。面對(duì)企業(yè)的沉默，《中國(guó)質(zhì)量新聞網(wǎng)》汽車頻道采訪了汽車行業(yè)專家蹇鵬。

采訪之初，蹇鵬拿出了一組由第三方獨(dú)立檢測(cè)機(jī)構(gòu)做的檢測(cè)數(shù)據(jù)：“從我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在過(guò)充狀態(tài)下，模擬電池組熱失控時(shí)的溫度可達(dá)到800℃以上，足以燒溶鋁制電池包外殼甚至是鋁制車身。而且由于燃燒是化學(xué)反應(yīng)，能量瞬間釋放，很難用常規(guī)的方法去撲救。也就是說(shuō)，如果車輛被動(dòng)防護(hù)措施不到位，鋰電池一旦發(fā)生熱失控燃燒起來(lái)就像電能夠瞬間令人致死一樣。但是，今天我們誰(shuí)能夠離得開(kāi)電？又有誰(shuí)會(huì)因?yàn)橛|電危險(xiǎn)這種小學(xué)生都知道的常識(shí)而拒絕使用電？那么中國(guó)電動(dòng)汽車安全性的道路該如何走？”

從電動(dòng)汽車長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)看，蹇鵬認(rèn)為：從國(guó)家能源戰(zhàn)略出發(fā)，大力發(fā)展新能源汽車，進(jìn)而推動(dòng)以電動(dòng)化為先決條件的汽車“新四化”發(fā)展，電動(dòng)汽車的發(fā)展不能因噎廢食，而是要積極探尋解決問(wèn)題的方法。

電動(dòng)汽車問(wèn)題頻發(fā)，市場(chǎng)特點(diǎn)不可忽視

蹇鵬分析了電動(dòng)汽車自燃事故頻發(fā)的原因，他說(shuō)：“這與我國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)現(xiàn)狀關(guān)系密切相關(guān)：以政策導(dǎo)向?yàn)樵瓌?dòng)力，我國(guó)已經(jīng)成為當(dāng)今世界增長(zhǎng)最快以及保有量最大的電動(dòng)汽車市場(chǎng)。為了迎合不斷變化的補(bǔ)貼政策，生產(chǎn)企業(yè)在車輛研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì)存在很多不成熟、不完善的地方，產(chǎn)品沒(méi)有足夠的時(shí)間接受大量的、嚴(yán)格的、科學(xué)的測(cè)試就匆匆上市，以至于不少電動(dòng)汽車實(shí)為‘過(guò)渡性產(chǎn)品’。由于涉及到三電的配套供應(yīng)體系在國(guó)內(nèi)剛剛建立，而汽車廠家為了能夠最大限度地獲取補(bǔ)貼頻繁對(duì)車輛進(jìn)行升級(jí)，這也導(dǎo)致目前市售部分電動(dòng)汽車產(chǎn)品一致性問(wèn)題較突出。雖然不少造車新勢(shì)力都希望成為業(yè)界的黑馬、資本的寵兒，顛覆傳統(tǒng)的造車?yán)砟?、生產(chǎn)模式，但不要忘記，無(wú)論造型多么時(shí)尚、內(nèi)飾如何酷炫，但汽車的本質(zhì)仍舊是交通工具。傳統(tǒng)汽車企業(yè)是基于幾十年的造車經(jīng)驗(yàn)積累才進(jìn)入到電動(dòng)汽車領(lǐng)域，而且依舊是如履薄冰，謹(jǐn)慎前行。但新興的企業(yè)則無(wú)所畏懼、一往無(wú)前地沖在前面，加之行業(yè)相關(guān)法規(guī)出臺(tái)滯后于時(shí)代的發(fā)展，導(dǎo)致在一段時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺失，這也給電動(dòng)汽車頻繁自燃埋下了隱患。

2019年1月10日，工信部等部門已將《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》作為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)正式對(duì)外公示，這預(yù)示著這一安全要求行將出臺(tái)。此舉將填補(bǔ)我國(guó)在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池安全領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的空白。從政策上，我國(guó)將為電動(dòng)汽車鋰電池安全領(lǐng)域的發(fā)展帶上“緊箍咒”。

電池內(nèi)部有玄機(jī)，被動(dòng)防護(hù)更重要

那么電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池先天性問(wèn)題如何有效地解決？蹇鵬回答說(shuō)：“首先從電池管理系統(tǒng)（BMS）來(lái)看，如這一系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)缺陷或保護(hù)機(jī)制不健全，則無(wú)法對(duì)電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)熱失效進(jìn)行提前干預(yù)，很有可能會(huì)引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)。其次，是儲(chǔ)能物質(zhì)上游材料的金屬殘留，這些殘留的金屬雜質(zhì)可能會(huì)以尖刺狀存留于電池內(nèi)部，久而久之會(huì)刺穿其內(nèi)部隔膜，造成電池內(nèi)部局部短路。另外電池內(nèi)部在經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間充放電后，其礦物質(zhì)產(chǎn)生樹(shù)枝狀結(jié)晶。而這種結(jié)晶體也會(huì)刺穿電池內(nèi)部隔膜，導(dǎo)致電池局部短路，電池自燃的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。最后，目前各動(dòng)力電池企業(yè)為提升電池能量密度，三元鋰電池的應(yīng)用比例大大提高。鎳、鈷、錳三種材料中，鎳的比例大大提升，甚至現(xiàn)在某些廠家已將鎳的比例提高到80%！這也導(dǎo)致電池在工作過(guò)程中自發(fā)熱現(xiàn)象明顯，如果不能及時(shí)散熱，也很有可能導(dǎo)致電池自燃。”

通過(guò)對(duì)電池材料、制造工藝進(jìn)行改進(jìn)來(lái)消除電池?zé)崾эL(fēng)險(xiǎn)，目前暫無(wú)明確解決方案。但從電池被動(dòng)防護(hù)角度，蹇鵬給出了相關(guān)建議：首先，既然電動(dòng)汽車的自燃是不可避免的概率事件，那么就應(yīng)該思考如何讓電池單體自燃而不應(yīng)影響整個(gè)動(dòng)力電池包。通過(guò)在電池單體、電池模組或者電池包表面采用隔熱阻燃材料進(jìn)行封裝，控制電池燃燒時(shí)對(duì)外界環(huán)境的影響，將電池或者電池包的表面溫度控制在合理的溫度區(qū)間，為人員逃生、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和消防救援贏得時(shí)間。

此外，應(yīng)用“氣凝膠”對(duì)傳統(tǒng)隔熱材料進(jìn)行性能提升是目前公認(rèn)的隔熱阻燃效果最好的解決方案，可以有效阻隔電池自燃對(duì)整車的影響。

“什么是氣凝膠？是一種膠特殊的膠嗎？”我們好奇地問(wèn)，蹇鵬解釋說(shuō)：“氣凝膠是世界上最輕的固體！只是翻譯時(shí)借用了aerogel中的‘gel’一詞音譯成‘膠’。”蹇鵬隨后向我們介紹了氣凝膠的材料特性。首先，這種材料顆粒直徑在30-1000μm之間，密度僅為10kg/m3,，是水密度的百分之一，應(yīng)用這種材料保護(hù)電池不會(huì)大幅度增加車輛自重。而且由于其原料為二氧化硅，在沙子中即可獲取，其成本也將隨著制備工藝的改善與材料的普及進(jìn)一步降低。故這種材料在動(dòng)力電池被動(dòng)保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景可謂一片光明。

公眾需要真相，輿論應(yīng)正確引導(dǎo)

在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策大力推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展的當(dāng)口，電動(dòng)汽車自燃事件頻發(fā)，相關(guān)汽車廠商回避公眾的質(zhì)疑、三緘其口，公眾不明真相，最后導(dǎo)致公眾由于猜忌引發(fā)了一系列對(duì)電動(dòng)汽車的不正確認(rèn)知，這將不利于推動(dòng)我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。以特斯拉為例，在特斯拉ModelS自然后，廠家的官方聲明不盡詳細(xì)，也影響了公眾視聽(tīng)。眾所周知，特斯拉的三電系統(tǒng)非常先進(jìn)，但其被動(dòng)保護(hù)機(jī)制的缺失通過(guò)此次自燃事故暴露出來(lái)。而行將推出的國(guó)產(chǎn)Model3車型會(huì)否因國(guó)產(chǎn)簡(jiǎn)配三電系統(tǒng)等問(wèn)題，都會(huì)因其保持變相的沉默而引起公眾的猜疑。若特斯拉欲正視聽(tīng)，應(yīng)以其雄厚的技術(shù)實(shí)力與經(jīng)驗(yàn)積淀，積極參與我國(guó)或國(guó)際上相關(guān)電動(dòng)汽車安全標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中。

另外，保險(xiǎn)公司針對(duì)電動(dòng)汽車投保自燃險(xiǎn)及其理賠態(tài)度曖昧這，也是目前電動(dòng)汽車自燃事故中暴露出的問(wèn)題，而《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》的行將出臺(tái)，或?qū)恼呓嵌扰まD(zhuǎn)這一局面。

在采訪的最后，蹇鵬提示我們，降低電動(dòng)汽車自燃概率，需要提升行業(yè)整體技術(shù)水平，同時(shí)產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)也是改變中國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀的關(guān)鍵。如我國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)這兩方面得到明顯改善，那么這一領(lǐng)域?qū)⑦~入一個(gè)嶄新的階段。

鋰電池使電動(dòng)汽車一次充電可以行駛幾百英里。它們儲(chǔ)存能量的能力是眾所周知的，但它們偶爾著火的傾向也是眾所周知的——電池研究人員將這種現(xiàn)象稱為“熱失控”。“當(dāng)電池過(guò)熱或快速循環(huán)時(shí)，這些火災(zāi)發(fā)生得最頻繁。

隨著每年有越來(lái)越多的電動(dòng)汽車上路，電池技術(shù)需要適應(yīng)以減少這些危險(xiǎn)和災(zāi)難性火災(zāi)的可能性。

鋰電池著火的原因包括快速循環(huán)或充放電，以及電池內(nèi)的高溫。這些條件會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部的陰極——在大多數(shù)鋰電池中，陰極是含有鋰的氧化物，通常是鋰鈷氧化物——分解并釋放氧氣。如果氧氣與電解質(zhì)在足夠高的熱量下分解釋放出的其他易燃產(chǎn)品結(jié)合，就會(huì)發(fā)生自燃。如果有一種方法,以防止氧陰極和混合電池與其他易燃產(chǎn)品,我們可以減少火災(zāi)發(fā)生的可能性,

結(jié)果表明，一種熟悉的材料為這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)完美的解決方案。這種材料就是石墨烯——一種具有獨(dú)特性質(zhì)的超薄碳原子層。

石墨烯片對(duì)氧原子是不滲透的。石墨烯還具有強(qiáng)度高、柔韌性好、可導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)。如果將鋰電池的鈷酸鋰陰極的非常小的顆粒包裹在石墨烯中，就可能阻止氧氣逸出。

首先，研究人員用化學(xué)方法改變石墨烯，使其具有導(dǎo)電性。接下來(lái)，他們將鋰鈷氧化物陰極電極的微小顆粒包裹在導(dǎo)電石墨烯中。當(dāng)他們用電子顯微鏡觀察石墨烯包裹的鋰鈷氧化物顆粒時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)，與未包裹的顆粒相比，高溫下氧的釋放明顯減少。

接下來(lái)，他們用一種結(jié)合材料將包裹的粒子捆綁在一起，形成一個(gè)可用的陰極，并將其并入金屬鋰電池中。當(dāng)他們測(cè)量電池循環(huán)過(guò)程中釋放的氧氣時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)即使在非常高的電壓下也幾乎沒(méi)有氧氣從陰極中逸出。即使在200次循環(huán)之后，鋰金屬電池仍然表現(xiàn)良好。

與傳統(tǒng)的鋰金屬電池相比，包裹式陰極電池在快速循環(huán)后僅損失了約14%的容量，而在相同條件下，傳統(tǒng)鋰金屬電池的性能下降了約45%。”石墨烯是阻止氧氣進(jìn)入電解質(zhì)的理想材料。”“它是不透氧的，導(dǎo)電的，靈活的，是足夠強(qiáng)大的承受條件下的電池。

它只有幾納米厚，所以不會(huì)有額外的質(zhì)量添加到電池。研究表明，它在陰極中的使用可以可靠地減少氧氣的釋放，這可能是這些電池起火的風(fēng)險(xiǎn)可以顯著降低的一種方式。從我們的手機(jī)到我們的汽車，這些電池為我們提供動(dòng)力。”

編后記

5月2日，蔚來(lái)也公布了在西安自燃的ES8的事故原因——此前該車電池曾經(jīng)遭受過(guò)碰撞，從而間接引發(fā)了電池自燃。這也印證了此前蹇鵬對(duì)于電池模組的鋁殼防護(hù)機(jī)制缺失，給電池自燃造成的巨大影響。同時(shí)，政府相關(guān)部門也一直關(guān)注著電動(dòng)汽車安全性問(wèn)題，今年3月18日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局官方網(wǎng)站發(fā)布了《市場(chǎng)監(jiān)管總局辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)新能源汽車產(chǎn)品召回管理的通知》（市監(jiān)質(zhì)函[2019]531號(hào)），內(nèi)容指出自3月18日起，凡在國(guó)內(nèi)銷售（包括國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口）的電動(dòng)汽車在中國(guó)市場(chǎng)上發(fā)生交通碰撞、火災(zāi)等相關(guān)事故，應(yīng)按照《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理?xiàng)l例》第十二條規(guī)定，立即組織調(diào)查分析，并向國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局（質(zhì)量發(fā)展局）報(bào)告調(diào)查分析結(jié)果。加之行將出臺(tái)的《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求》，從政策角度，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)或?qū)⒌玫接辛α夹砸龑?dǎo)，電動(dòng)汽車由于動(dòng)力電池自燃事件的發(fā)生概率，或?qū)⒋蠓冉档汀?/p>