黃學杰：三元大巴暫停 電動客車電池應優先考量安全、壽命和可靠性

    鋰電世界  中國科學院物理研究所研究員、清潔能源中心常務副主任、廣州中國科學院工業技術研究院鋰離子動力電池工藝裝備技術服務平臺主任黃學杰在《新能源汽車藍皮書》撰文指出，三元大巴暫停：電動客車動力電池應優先考量安全、壽命和可靠性。

    動力電池的安全性是新能源汽車使用中最應受關注的問題。一般來說，電池安全性是和電池中儲存的能量成反比的，即所能釋放的能量越大，其安全性風險就越大，純電動轎車電池容量一般為幾十千瓦時，而純電動公交車電池容量高達200—300千瓦時，隨著電池容量的增加，電池體積也在增加，其散熱性能變差，出安全事故的可能性增加。因此，將鋰離子蓄電池做成動力電池，就必須提高其安全性能，單體電池愈大，要求達到的安全性指標也就愈高。

    目前國內新能源汽車安全問題主要體現在電池使用、材料構成和充電安全方面，上下游產業發展不平衡、企業盲目重量輕質是造成這些安全問題的主要因素，據公開報導，2011年—2015年，我國新能源汽車共發生了24例火災事故，其中純電動客車15例、混合動力客車5例、純電驅動乘用車4例。在這24例事故中，或是自燃事故，或是碰撞事故，或是充電事故。針對這些事故進行分析，其成因有來自電池方面的，也有使用方面的。部分低質量的電芯存在材料雜質含量高、設計不合理，毛刺、錯位、雜質、污染等問題，會導致動力電池在使用時短路，且隨著循環次數的增加而加劇。生產過程的自動化程度不高，導致生產的單體電池或電池組的一致性不高，質量參差不齊，如電池漏液現象時有發生。電解液一旦接觸氧氣，會迅速分解燃燒并引燃電池組，造成安全事故。有的電池包內部高壓線纜及接頭不合格，布線不合理，電池系統防護設計欠缺，抗擠壓能力較差，一旦受到擠壓會發生變形、外殼破裂、內部支架損壞、接插件松動、高低壓線束磨損等，造成安全隱患。電池使用不當則有電池在使用過程中遇到液體浸泡、隔膜破損、絕緣損毀的情況下會發生短路，造成電池過熱起火。還有新能源汽車過充引起的事故，如充電設備沒有過充保護功能，導致了充電過程中的起火。在低溫時充電沒有預熱措施導致負極析鋰，也是造成充電安全事故的原因之一。

    從安全性上看，磷酸鐵鋰電池較三元鋰電池更有優勢，比如以前發生事故的三元材料中鎳鈷鋁三元材料18650電池在180攝氏度以上會出現自加熱，起火后很難控制，而磷酸鐵鋰材料到了250攝氏度以上才會出現自加熱現象，因此相比于三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池優先應用在商用車上，尤其是城市公交車和大巴車上對安全更有保障。

    采用三元正極材料的動力電池在結構設計、制造工藝、電熱管理、電池包設計和使用條件方面的要求更高，需要以安全為重，優先選擇材料和設計電池及系統結構，采用高精度設備制造，加強生產全過程的監測，開發智能化電池管理系統和根據整車使用條件設計電池包。

    近年來，新能源汽車呈產銷兩旺，尤其是新能源電動客車受政策影響銷量很快，因為電池安全而導致的客車事故也多次發生。電動客車的電池安全性要求高于電動轎車，不應以比能量和價格為優先考量，而應以安全、壽命和可靠性為優先考量。現階段客車領域應用以磷酸鐵鋰電池為主，隨著電池、電池包和整車使用條件的規范和測試評價標準的提升，未來將更高比能量的電池應用于客車也是必然的。

    2015年是新能源汽車的快速成長年，商用車、基礎設施等方面都取得了重點的突破，2016年希望整個產業鏈能夠協調發展，形成良性的循環，成為品質提升之年。