中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來(lái)，動(dòng)力鋰電池燃燒和因電池故障導(dǎo)致的召回事件頻繁發(fā)生，消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車的關(guān)注由“里程焦慮”逐漸轉(zhuǎn)移到“安全焦慮”。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2021年初至今全國(guó)已發(fā)生50多起電動(dòng)汽車著火事件，絕大部分由電池?zé)崾Э匾?，?dòng)力鋰電池安全問(wèn)題已成為電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的“絆腳石”。
01 高度重視研發(fā)安全性電池成為業(yè)內(nèi)共識(shí)
近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車的不斷普及，全球范圍內(nèi)所涉及的召回事件也呈現(xiàn)出日益高發(fā)的趨勢(shì)，召回的責(zé)任方包括現(xiàn)代、通用、大眾、特斯拉、威馬、北汽、LG新能源、三星SDI等國(guó)內(nèi)外主流主機(jī)廠和電池企業(yè)。特別是韓國(guó)電池巨頭LG新能源因電池安全頻發(fā)，深陷召回漩渦并支付了高額賠償金，損失慘重。LG新能源接連發(fā)生的召回事件也為整個(gè)電池行業(yè)敲響了警鐘，進(jìn)一步提升鋰電池的安全性迫在眉睫。當(dāng)下，多家電池企業(yè)和汽車企業(yè)開(kāi)啟了電池安全“軍備競(jìng)賽”，紛紛推出“不起火”方案。
部分電池企業(yè)和汽車企業(yè)推出的電池安全技術(shù)
此外，動(dòng)力電池安全成為消費(fèi)者新顧慮。據(jù)德勤消費(fèi)者調(diào)研，我國(guó)消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車主要關(guān)注因素中，安全性達(dá)29%，占比較高。此外，從電動(dòng)汽車質(zhì)量投訴比例看，電池投訴占37.1％，包括動(dòng)力電池故障、充電故障、電瓶故障等。這一調(diào)查結(jié)果為電池企業(yè)和主機(jī)廠發(fā)展提供了較強(qiáng)的決策依據(jù)，電池安全也成為汽車企業(yè)除續(xù)航和快充之外的新一輪宣傳點(diǎn)。從消費(fèi)者角度來(lái)看，提高鋰電池的安全性有利于保障其合法權(quán)益，提振消費(fèi)信心，激發(fā)消費(fèi)潛力。
02 當(dāng)前提升動(dòng)力鋰電池安全的新特點(diǎn)
降低電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)：新型電池技術(shù)從本征安全、被動(dòng)安全、主動(dòng)安全等三方面創(chuàng)新。一是本征安全。即從單體電池的熱失控機(jī)理著手，在材料層面提升各電芯材料的熱穩(wěn)定性，在工藝層面從設(shè)計(jì)和制造的角度保證電芯可靠性。例如：OPPO研發(fā)的“夾心式安全電池”，用復(fù)合集流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)集流體，不易斷裂，以解決高鎳三元的安全問(wèn)題。二是被動(dòng)安全。即在某一個(gè)單體電池?zé)崾Э匾院?，通過(guò)隔熱和散熱的方法抑制熱蔓延。例如：廣汽埃安研發(fā)的“彈匣電池”、嵐圖汽車發(fā)布的“琥珀”和“云母”電池等都重在深化隔熱解決方案。三是主動(dòng)安全。其核心是電池管理系統(tǒng)（BMS），通過(guò)大數(shù)據(jù)等技術(shù)對(duì)熱失控進(jìn)行提前預(yù)警。例如：蔚來(lái)發(fā)布的“100kWh電池”，在BMS中集成了一個(gè)熱失控傳感器，可以24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)釅毫?，從而提升電池安全性?
多種技術(shù)路線同步發(fā)展：磷酸鐵鋰和三元占主流地位，大圓柱電池備受關(guān)注。在電池材料方面，磷酸鐵鋰和三元在我國(guó)占主流地位。由于磷酸鐵鋰材料來(lái)源豐富，安全性高、成本低、循環(huán)性能好等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)需求升溫，出貨量爆發(fā)式增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年磷酸鐵鋰和三元鋰電池裝機(jī)占比分別為53%、47%，徹底扭轉(zhuǎn)了2018年以來(lái)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量連年不及三元鋰電池的趨勢(shì)。此外，鈦酸鋰、錳酸鋰等已有一定應(yīng)用。在電池形態(tài)方面，當(dāng)下動(dòng)力電池市場(chǎng)形成了方殼/刀片、軟包、圓柱三種形態(tài)三分天下的局面，憑借高安全性、高能量密度及低成本優(yōu)勢(shì)，大圓柱電池正在成為最受矚目的技術(shù)趨勢(shì)之一。結(jié)合整車實(shí)際需求，目前很多電動(dòng)汽車企業(yè)已經(jīng)敲定了未來(lái)5-10年的動(dòng)力電池方案，即經(jīng)濟(jì)型采用方殼或刀片磷酸鐵鋰電池，中高端采用三元+大圓柱電池的布局。
03 強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，重點(diǎn)關(guān)注鋰電池安全的三個(gè)方面
加強(qiáng)技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)的協(xié)同融合。鋰電池的安全性是個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題，既涉及材料研究，也與技術(shù)應(yīng)用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問(wèn)題息息相關(guān)，且安全問(wèn)題已逐步延伸到上下游產(chǎn)業(yè)鏈及跨產(chǎn)業(yè)融合的邊界區(qū)域。建議：一是持續(xù)攻關(guān)核心鋰電池安全技術(shù)。堅(jiān)持磷酸鐵鋰、三元兩條路線并重，開(kāi)展固態(tài)電解質(zhì)、阻燃電解液等關(guān)鍵材料技術(shù)研究，加快動(dòng)力電池?zé)崾Э匕踩?、電池系統(tǒng)高壓絕緣安全和碰撞安全、三元材料動(dòng)力電池?zé)岱€(wěn)定性、充電安全防護(hù)等安全技術(shù)攻關(guān)。二是發(fā)揮疊加優(yōu)勢(shì)，組織跨行業(yè)協(xié)同攻關(guān)。積極開(kāi)展電池企業(yè)與整車企業(yè)的協(xié)同，在設(shè)計(jì)階段、車輛匹配、熱管理策略、異常狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、測(cè)試與驗(yàn)證等方面開(kāi)展深入合作；加強(qiáng)電池企業(yè)與消防行業(yè)的協(xié)同，圍繞動(dòng)力電池火災(zāi)案例分析、動(dòng)力電池?zé)崾Э卦缙诨馂?zāi)探測(cè)、長(zhǎng)時(shí)效滅火劑、自動(dòng)滅火裝置等方面開(kāi)展交流與聯(lián)合研究。
加強(qiáng)鋰電池檢測(cè)能力建設(shè)，保證量產(chǎn)前產(chǎn)品充分的測(cè)試驗(yàn)證周期。電池量產(chǎn)前的測(cè)試與驗(yàn)證不充分已成為制約行業(yè)發(fā)展的突出問(wèn)題。一方面，部分企業(yè)為獲得補(bǔ)貼盲目追求高比能量，縮短測(cè)試驗(yàn)證時(shí)間，將至少要3年的電池研發(fā)和驗(yàn)證期縮短了一半。另一方面，電池測(cè)試驗(yàn)證手段不完善，甚至部分企業(yè)沒(méi)有電池安全測(cè)試的能力。建議：一是保持補(bǔ)貼政策的技術(shù)條件適當(dāng)穩(wěn)定。電動(dòng)汽車準(zhǔn)入和補(bǔ)貼等指標(biāo)的設(shè)定要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律，不宜頻繁變更，如果變動(dòng)，應(yīng)給企業(yè)至少兩三年的時(shí)間進(jìn)行開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證新產(chǎn)品。二是加強(qiáng)電池測(cè)試能力建設(shè)。完善企業(yè)自主檢測(cè)、公共服務(wù)檢測(cè)和國(guó)家認(rèn)證檢測(cè)相結(jié)合的檢測(cè)體系。鼓勵(lì)電池生產(chǎn)企業(yè)、電動(dòng)汽車生產(chǎn)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)以及檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)加強(qiáng)產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證等相關(guān)數(shù)據(jù)積累，為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制修訂、產(chǎn)品一致性管控夯實(shí)基礎(chǔ)。
完善鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，進(jìn)一步提升電池?zé)崾Э貓?bào)警和安全防護(hù)水平。目前，我國(guó)動(dòng)力鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)要求及相關(guān)測(cè)試規(guī)程主要針對(duì)新鮮動(dòng)力電池，但已有研究表明，中后期或?qū)⑹莿?dòng)力電池?zé)崾Э胤磻?yīng)的“高發(fā)期”，需要特別加以預(yù)防和控制。建議：一是加快鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作。提高動(dòng)力電池單體、模組和系統(tǒng)的全生命周期安全性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的不足；針對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中用于電池測(cè)試后如泄露、外殼破裂、起火、爆炸等現(xiàn)象的定義和描述較為寬泛現(xiàn)象，加強(qiáng)可量化測(cè)試結(jié)果判定依據(jù)。二是開(kāi)展更嚴(yán)苛的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究。如針刺實(shí)驗(yàn)作為鋰電池測(cè)試中非常有效、苛刻的一種方法，建議逐步納入國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。三是推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化進(jìn)程。加快國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化工作，積極推進(jìn)檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的互認(rèn)共享。支持行業(yè)組織和企業(yè)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的制定，不斷提升我國(guó)國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。
