隨著雙碳相關工作推進以及新能源汽車產銷量飆升，鋰電池板塊火了。不過，電動車、儲能電站等較大容量的鋰電池應用安全隱患也浮出水面。
2021年12月21日提請審議的全國人大常委會執法檢查組關于檢查消防法實施情況的報告指出，2021年1—10月全國發生電動自行車及其電池故障共引發1.4萬余起火災，死亡41人、受傷157人。報告指出，電動自行車、新能源汽車、鋰電等儲能設備火災爆炸事故呈增長態勢。
今年一開年，鋰電池再爆險情。1月12日，京港澳高速湖北武漢往湖南長沙方向一輛大貨車起火。據悉，該車滿載著磷酸鐵鋰電池模塊，從北京出發運往海南，貨車在行駛過程中起火。司機發現時火勢已迅速蔓延，趕緊靠邊停車逃生，并撥打119報警求救。
鋰電池的安全性還能讓人放心嗎？
據中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會統計，當前國內電化學儲能市場，磷酸鐵鋰電池占比近90%，是主流技術路線，也是商業化進程最快的技術之一。業內專家表示，相比鉛酸、鎳氫電池，鋰電池環境兼容性強、污染較低、性價比較高，優勢突出。而在我國主流的鋰電池技術路線中，磷酸鐵鋰電池以安全穩定性高、循環壽命長、環境污染小、性價比高等優勢，成為現階段國內電化學儲能領域大規模儲能電站的首選。中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會秘書長劉勇介紹，磷酸鐵鋰具有橄欖石結構，鐵離子氧化能力不強，晶體中的磷-氧鍵穩固，在200～400攝氏度之間基本不發生分解，其熱穩定性和結構穩定性是目前所有正極材料中最高的。
然而，即便是以高穩定性著稱的磷酸鐵鋰電池也會發生內部短路故障。
湖北億緯動力有限公司儲能銷售中心副總裁陳翔表示，從專業的角度來分析，電池內部發生短路的原因有很多。比如，鋰電池在制造過程中本身可能有些小瑕疵，會形成短路；在使用過程中出現了撞擊、過充或者過放，也可能導致短路。
劉勇也提醒，材料體系穩定不代表電池的絕對安全。磷酸鐵鋰納米級顆粒較小，采用碳包覆工藝，粘結劑對納米顆粒的粘附力較差。因此，在電池制備及充放電循環過程中，存在納米顆粒脫離造成電池內部微短路的可能性。
江西贛鋒鋰電科技股份有限公司首席科學家許曉雄補充說，傳統的磷酸鐵鋰電池都是液態電解質電池，電池破損后，有機電解液遇水反應會生成劇毒的氟化氫，燃燒以后還會排放二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等。這些有毒氣體的危害可能比起火、爆炸本身更麻煩。
而廣州智光儲能科技有限公司董事長姜新宇等多位業內人士認為，應該理性看待鋰電池的安全性問題。因為燃油車、氫能車、液化天然氣車都有起火爆炸風險。電化學儲能作為一種基于化學反應原理的技術，很難做到絕對安全，但這不一定影響其安全使用。關鍵是要將它的不穩定、不可控的安全風險降到足夠低，將事故風險控制在人們可接受的范圍內。
北方工業大學汽車產業創新研究中心研究員張翔表示，電池包由多個單體電池模塊組合而成，每個模塊之間由傳感器監控。電池包在量產之前要按國家要求做各類實驗，如高溫、高壓、高原等。實驗全部通過后，電池包是安全可控的。數據顯示，新能源汽車起火、爆炸、自燃的幾率低于燃油汽車的1/3。消費者不用過分擔心其安全問題。
如何最大程度降低技術的固有安全性隱患、提升鋰電池系統的整體安全水平呢？業內專家指出，儲能安全是個系統工程。為了解決傳統磷酸鐵鋰電池的安全問題，提升經濟性，相關研發機構和企業做了不少技術探索和研究，一些嘗試已取得突破。
針對鋰電池液態電解質的弊端，一些企業正在嘗試用固態電解質技術。在國家工信部公示的《道路機動車輛生產企業及產品公告》（第351批）中，東風汽車申報的一款純電動轎車搭載了混合固液電解質鋰電池。許曉雄介紹，從2022年開始，江西贛鋒鋰電科技股份有限公司的混合固液電解質鋰電池就逐步進入乘用車市場。現在，他們的固態+鋰電池技術向多個方向滲透，包括手機電池、兩輪車電池、筆記本電腦電池、移動儲能電池等領域。許曉雄認為，安全是鋰電池產業發展的生命線。動力鋰電池的目標是做高能量密度，儲能鋰電池的目標是做到長循環壽命以降低成本。考慮到這兩點，電化學儲能領域未來最有前途的技術路線應是固態化技術與磷酸鐵鋰電池技術嫁接。
還有一些企業從電池結構設計上入手，比如刀片電池、矩陣電池包、彈匣電池等。
傳統磷酸鐵鋰電池結構是一個模塊與另一個模塊相連。比亞迪股份有限公司把電池設計成了片狀、條狀，像刀片一樣，刀片電池名字由此而來。刀片電池扁平的設計，使得其電極極板層數少，在外界損壞比如針刺以后，觸發短路導致的發熱量就很少，而扁平的設計又有利于散熱，就不會發生溫度驟升和冒煙起火事故。同時，刀片電池在電芯方面還有疊片結構加陶瓷涂層技術等高科技的應用。
蜂巢能源科技有限公司通過自主創新，推出短刀片磷酸鐵鋰電芯和磷酸鐵鋰矩陣電池包。磷酸鐵鋰矩陣電池包采用鋁型材結構，憑借高強度的外殼設計，能夠很好地保護電池包的內部結構。目前磷酸鐵鋰矩陣電池包已通過振動、機械沖擊、碰撞、火燒等國標要求的全部機械性能測試，順利通過了針刺試驗。即使在嚴重碰撞情況下也可有效保護電芯不受侵入，保證電池包不起火、不爆炸。
廣汽集團的彈匣電池是將一個個電芯放置在安全艙中，類似彈匣，中間采用航空級的二氧化硅級耐高溫納米材料，起到阻燃、隔熱效果。再就是配置極速降溫的三維速冷系統和全時管控第五代電池管理系統，避免了讓單電芯的火和高溫四處蔓延，必要時還可以對電芯實施極速降溫。
除了電池技術本身之外，有專家認為，鋰電池儲能系統的優化和技術升級也是確保安全性的重要方面，國內企業尚有較大提升空間。中能智慧能源科技（上海）有限公司總經理朱強表示，儲能系統里電池最關鍵，如何用好電池同樣關鍵。在對現有主流鋰電池技術路線客觀理性認識的基礎上，更應該做好系統檢測和管控工作。大規模儲能電池往往是多個電芯串聯或并聯，一個電芯出問題，難免會波及相鄰電芯，從而引發事故。多位業內人士表示，由于每家儲能企業的成本控制能力不同，再加上目前在大規模電化學儲能領域，檢測和安全標準體系仍不健全，一些儲能電池系統的安全性水平仍難準確評估。
許多化工企業注意到，鋰電池和儲能與化工材料息息相關。提升大規模鋰電池儲能安全水平，不僅需要新能源行業的努力，更需要相關化工新材料行業的緊密配合。鋰電池市場正期待更多化工新材料技術為鋰電池安全提升發揮更大作用。
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