中國儲能網訊：“雙碳”背景下，鋰離子電池（以下簡稱“鋰電池”）因其高能量密度和長壽命，成為消費電子設備、新能源汽車和儲能基礎設施的優(yōu)選電池方案。2024年全球鋰電池出貨量達1502GWh，同比增長26.0%。我國是全球最大的鋰電池產銷和出口國，全球占比超七成。近年來，全球范圍內鋰電池火災事故頻發(fā)，為產業(yè)發(fā)展敲響安全警鐘。通過對全球鋰電池安全事故梳理分析，建議從提升產品本質安全、強化行業(yè)運行安全和完善產業(yè)鏈安全三方面推動我國鋰電池產業(yè)高質量發(fā)展，筑牢安全基石。
■■ 安全問題已成
威脅產業(yè)發(fā)展關鍵“堵點”
第一，我國鋰電池產業(yè)規(guī)模全球領先，產業(yè)鏈發(fā)展不協(xié)同問題尚存。市場規(guī)模方面，2024年我國鋰電池總產量達1096.8GWh，同比增長41.0%。全球電池聯(lián)盟發(fā)布的2024年十張電池護照試點項目中我國企業(yè)占六席，領先態(tài)勢明顯。產業(yè)鏈四大環(huán)節(jié)中原料開采和回收利用環(huán)節(jié)明顯滯后于生產制造和終端應用。原料開采指從礦產中提取電池原料?；厥绽煤w梯次利用和報廢回收，前者將退役電池再利用于儲能等低能量密度領域，后者提取可再用金屬。生產制造包含電芯制造與電池組裝，前者以正負極等材料制造為基礎。終端應用主要服務于儲能系統(tǒng)和新能源汽車。
第二，生產制造為事故高發(fā)環(huán)節(jié)，產業(yè)擴張速度與安保匹配脫節(jié)使回收和運輸環(huán)節(jié)成新安全風險點。據不完全統(tǒng)計，2024年全球鋰電池安全事故中發(fā)生于生產制造環(huán)節(jié)占比近1/3，部分企業(yè)非首次發(fā)生事故。產業(yè)規(guī)模擴張推動出海與回收環(huán)節(jié)拓展，部分企業(yè)忽視配套安保導致安全隱患攀升。出海熱潮帶動鋰電池港口海運量激增，2024年近七成運輸環(huán)節(jié)事故發(fā)生于港口。鋰電池回收環(huán)節(jié)安全事故呈單點分散，2024年中美英法四國各發(fā)生1起。我國終端應用環(huán)節(jié)安全事故相對較少。儲能基礎設施安全事故多發(fā)于美歐，2024年5起嚴重事故均發(fā)生于美、德，2023年15起儲能火災中，美國占6起。我國新能源汽車鋰電池火災呈下降趨勢，火災發(fā)生率從2021年的1.85/10000降至2023年的0.96/10000，低于燃油車的1.5/10000。
第三，技術短板和行業(yè)“內卷式”競爭是產業(yè)安全問題的兩大誘因。電池管理精度低、續(xù)航有限、回收繁瑣等共性技術瓶頸是鋰電池主要風險來源。電池管理系統(tǒng)（BMS）精度低致監(jiān)管不到位易造成鋰電池熱失控引發(fā)火災。約65%的新能源汽車事故由電池熱失控引起，BMS實時監(jiān)測電池狀態(tài)并及時切斷電源，協(xié)同溫控系統(tǒng)開啟冷卻功能可以預防熱失控引發(fā)的火災。過度充電與違規(guī)改裝是緩解續(xù)航焦慮的常見錯誤方式，長時間充電易使鋰電池過充，加劇熱失控風險，近三成新能源汽車火災發(fā)生在充電期間。續(xù)航不足致部分電動自行車商家違規(guī)改裝鋰電池，“小作坊”以次充好、以舊充新造成安全隱患?；厥窄h(huán)節(jié)技術繁雜加劇安全風險，拆解、粉碎、熱解、萃取等任一環(huán)節(jié)的操作不當都可能導致電池自燃。行業(yè)“內卷式”競爭致部分企業(yè)在生產運輸環(huán)節(jié)過度“降本增效”突破安全紅線。部分企業(yè)產線布局設計不合理、員工培訓演練不充分，埋下安全隱患。個別企業(yè)為削減運輸成本，違規(guī)利用豁免條款將鋰電池產品當普通貨物運輸，增加鋰電池因碰撞擠壓而短路起火風險。
■■ 全球鋰電池安全事故
給我國企業(yè)帶來啟示
第一，優(yōu)化鋰電池材料和電池管理系統(tǒng)，以技術提升產品本質安全。優(yōu)化材料提升鋰電池熱穩(wěn)定性。一方面，鋰電池熱失控后，電解液和正極材料在高溫下劇烈反應引起起火甚至爆炸。目前，市面上電解液安全溫度通常低于80℃，是鋰電池熱穩(wěn)定性的短板。通過引入添加劑等手段提升電解液熱穩(wěn)定性，研發(fā)高能量密度且熱穩(wěn)定性好的正負極材料，是提升鋰電池熱穩(wěn)定性的主要途徑。另一方面，提高BMS精度和監(jiān)控能力防范鋰電池熱失控。BMS負責鋰電池數據采集、平衡管理和安全預警等功能。模擬前端芯片和微控制器是BMS實現(xiàn)監(jiān)測和控制的核心，亞德諾、德州儀器、恩智浦等美歐企業(yè)憑借早期技術積累和市場布局占據較大市場份額，我國亟待實現(xiàn)技術和產業(yè)化突破。
第二，完善運營體系及售后保障，以服務強化行業(yè)運行安全。一方面，建立健全運營體系提升企業(yè)生產安全。鋰電池生產、儲存、運輸等過程要求嚴格，不當操作可能導致火災等安全事故。鋰電池行業(yè)“價格戰(zhàn)”日趨白熱化，部分企業(yè)為降本存在放寬測試環(huán)境、松懈培訓演練、放松倉儲運輸監(jiān)管等問題，由此增加安全事故隱患。企業(yè)亟需守住安全紅線，制定應急響應預案，切實落實安全責任機制，有效防控風險。另一方面，加強充電樁建設和換電站兼容性助力行業(yè)發(fā)展安全。充電網絡覆蓋度與便利性是消費者的重要考量因素。2024年我國公共充電樁占比不足三成，充電基礎設施建設呈現(xiàn)區(qū)域集中性，充電樁建設亟待加強。換電模式快速高效且換電站備用電池充電可配合電網削峰填谷降低成本。然而，新能源汽車企業(yè)間鋰電池規(guī)格標準、協(xié)議不統(tǒng)一大幅增加換電難度和成本。行業(yè)應盡快統(tǒng)一新能源汽車鋰電池標準，提高換電站兼容性，以集中管理增強行業(yè)運行安全。
第三，厘清回收流程與電池安全責任主體，以制度完善產業(yè)鏈安全。完善回收技術流程，補齊產業(yè)短板。電池回收是新能源產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。當前我國新能源汽車鋰電池規(guī)范化回收率不足25%，面臨正規(guī)回收企業(yè)“吃不飽”，小作坊風險高的困境。行業(yè)迫切需要暢通鋰電池回收渠道，提升回收技術能力和操作規(guī)范性，借助數字化手段健全鋰電池全生命周期回收體系，強化鋰電池產業(yè)鏈安全。明確電池安全責任歸屬以提高售后管理保障，完善產業(yè)鏈發(fā)展。全生命周期安全責任制將助力鋰電池產業(yè)鏈安全管理。儲能設施方面，海外大部分企業(yè)提供電池全生命周期服務，國內質保期一般為3——5年，最長為7年。新能源汽車方面，海內外企業(yè)雖然大都提供8年或15萬公里左右的質保期，但免責條款多且不統(tǒng)一。電池生產企業(yè)和新能源汽車企業(yè)需秉承全生命周期管理理念，采納主動溯源技術，落實好生產者責任延伸制度。
■■ 多措并舉
推進產業(yè)持續(xù)健康發(fā)展
第一，推動電池體系技術開發(fā)，改善產品本質安全。加大新型正負極材料、電解液和隔膜的研發(fā)投入，改善電池材料熱穩(wěn)定性，推動磷酸錳鐵鋰電池研發(fā)應用，推廣半固態(tài)電池商業(yè)化試用，提升固態(tài)電池和鈉離子、鎂離子電池研發(fā)力度。以提高BMS相關芯片自主供給能力為關鍵突破口，暢通產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)堵點，加速國產替代，從源頭實現(xiàn)電池管理優(yōu)化，確保鋰電池工作安全。
第二，促進行業(yè)自我規(guī)范，加大配套設施建設力度。加強企業(yè)監(jiān)管，確保生產過程規(guī)范，通過協(xié)會構建溝通橋梁，強化行業(yè)引導，避免產能過度擴張，推動企業(yè)技術合作，避免“內卷式”惡性競爭，共同維護市場秩序。統(tǒng)籌推進城鄉(xiāng)充電“一張網”建設，加大充、換電基礎設施建設力度，優(yōu)化設施布局，保障后期運營服務，完善電動汽車充、換電電價政策，推廣智能有序充電，推動車網互動協(xié)同發(fā)展規(guī)?；瘧?。
第三，健全電池回收利用產業(yè)鏈，加速產業(yè)數字化轉型。規(guī)范電池回收利用標準，提升市場監(jiān)管效能。產學研結合，通過協(xié)會、學術論壇等方式促進電池生產企業(yè)、新能源汽車企業(yè)與第三方回收服務商深度合作，解決廢舊電池快速篩選重組等技術難題，提升產業(yè)鏈流動性，完善電池回收利用體系。融合數字化研發(fā)與智能制造，加速電池產業(yè)數字化轉型，為電池配備專屬二維碼，推動電池產品可追溯認證，建立企業(yè)黑白名單，全方位推進體系構建、試點示范、政策標準化和國際互認等工作，提升電池全生命周期可溯性。
（作者均供職于中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院）
