電動車自燃事件“常態(tài)化”？ 動力電池安全問題凸顯

據(jù)不完全統(tǒng)計，自2018年以來，國內(nèi)發(fā)生的電動車起火事故超過30起。“常態(tài)化”的自燃事件，使得行業(yè)開始審視自燃事件背后的技術和質(zhì)量問題，作為新能源汽車核心之一的動力電池難辭其咎。

對電動車起火“常態(tài)化”背后的原因進行梳理，發(fā)行大部分事故最終都指向了動力電池，既有電池本身環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題，也有使用環(huán)節(jié)的不當操作。

電動車起火原因有哪些？

根據(jù)對2017年以來新能源汽車的起火事故統(tǒng)計，從場景來看，起火的第一場景是充電，充電中和充滿電之后發(fā)生安全問題，大概占50%；第二場景是停放，部分新能源汽車在購臵后使用率偏低，或者是即將報廢車輛在沒有拆除電池包的情況下長期擱置停放，約占20%；第三場景是行駛，約占10%。

起火事故的原因之中，電池自燃占比事故原因的31%。自燃的原因是由于鋰電池發(fā)生內(nèi)部或者外部短路后，短時間內(nèi)電池釋放出大量熱量，溫度極劇升高，導致熱失控。

進一步分析來看，造成的主要原因之一是電芯產(chǎn)品問題。在電芯生產(chǎn)制造過程中，個別產(chǎn)品雜質(zhì)、毛邊等質(zhì)量控制未能符合要求，經(jīng)過多次充放電循環(huán)過程形成析鋰導致內(nèi)部短路，最終發(fā)生熱失控、熱擴散。部分企業(yè)為獲得補貼盲目追求高比能量，縮短電池產(chǎn)品測試驗證時間，技術驗證周期偏短導致了技術驗證不足、工程解決方案不成熟，是造成產(chǎn)品質(zhì)量問題的主要原因。

除此之外，電氣連接失效和碰撞等機械傷害也會引發(fā)新能源汽車起火。在汽車使用的長期過程中，部分產(chǎn)品使用壽命無法充分滿足要求。例如某車型動力電池經(jīng)過一段時間使用后，螺栓松動，局部電阻較大開始發(fā)熱，成為安全隱患。而碰撞是觸發(fā)動力電池熱失控的典型方式。單個電芯或模組發(fā)生熱失控，會進一步傳導至其他電芯、模組和電池包。目前動力電池有關隔熱、阻斷的機械結構設計有待進一步提高。

如何提升電池安全性？

提升安全性有三個維度，一是材料維度；二是生產(chǎn)過程維度；三是電芯集成維度。

材料維度上，從對熱失控過程中各反應的溫度和反應焓的統(tǒng)計來看，針對負極材料、正極材料、電解液的改善途徑有一定差異。例如，盡管負極SEI膜分解反應熱相對較小，但其反應起始溫度較低，會在一定程度上增加負極極片的“燃燒”擴散速度。更重要的是，SEI膜分解反應直接決定了電池的高溫存儲性能，因此，改善SEI膜的熱穩(wěn)定性十分必要，改善的途徑主要是通過成膜添加劑或鋰鹽增加其熱穩(wěn)定性。

生產(chǎn)過程維度上，鋰離子電池制造工藝復雜，工序繁多，包括合漿、涂布、輥壓分切、制片、卷繞、組裝、注液、化成和分容等。制造過程的各個工序都影響著電池的性能，各工序的誤差累積是造成單體電池性能差異的主要來源。

鋰離子電池制造過程復雜，每個工序的誤差累計成最終電池性能差異，因此過程控制十分重要。對每個過程進行優(yōu)化可提高產(chǎn)品一致性，其中影響較大的步驟包括電池漿料分散是否均勻、極耳、蓋板等處的焊接質(zhì)量以及注液過程的精度控制等。此外，采用自動化程度高及精度高的生產(chǎn)線，不僅可以提高勞動效率、改善工人勞動環(huán)境，還可以節(jié)約材料、降低能耗并且大大降低生產(chǎn)過程中由于人為接觸造成的污染和人為操作的隨機性導致的電池不一致，從而提升產(chǎn)品品質(zhì)?？傊岣唠姵匾恢滦詮母旧弦岣咧圃旃に囁?。

電芯集成維度上提升安全性主要是提高電池管理系統(tǒng)的水平（BMS），BMS可以準確估測SOC，進行動態(tài)監(jiān)測，實時采集電池的端電壓、溫度、充放電電流，防止電池發(fā)生過充或過放現(xiàn)象，并對電池組進行均衡管理，使單體電池狀態(tài)趨于一致，從而能在電池使用過程中改善電池組的一致性問題，提高其整體性能，并延長其使用壽命。

以上數(shù)據(jù)及分析均來自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2018-2023年中國動力鋰電池行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

更多深度行業(yè)分析盡在【前瞻經(jīng)濟學人APP】，還可以與500+經(jīng)濟學家/資深行業(yè)研究員交流互動。