11月23日，2016年第4屆中國（湖南·寧鄉(xiāng)）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇在湖南寧鄉(xiāng)舉辦，來自全球礦產(chǎn)資源、正負(fù)極材料、隔膜、電解液、設(shè)備、檢測(cè)、電芯制造及PACK、BMS、新能源汽車、充電樁、儲(chǔ)能等單位的500余名專家、學(xué)者、企業(yè)代表參加了此次論壇。論壇同期舉行了第六屆（2016年）中國電池行業(yè)年度人物、年度創(chuàng)新獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)活動(dòng)，分享了2016年鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈年度競爭力品牌榜單、權(quán)威數(shù)據(jù)與行業(yè)報(bào)告。

如何提升電池的安全性，是此次論壇嘉賓、企業(yè)代表關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近期，電池安全事故時(shí)有發(fā)生?！耙噪妱?dòng)汽車為例，隨著電動(dòng)汽車市場迅速擴(kuò)張，未來3~5年內(nèi)，電動(dòng)汽車安全、可靠性問題將會(huì)頻繁出現(xiàn)?！北本┐髮W(xué)教授、鋰電“達(dá)沃斯”論壇學(xué)術(shù)委員會(huì)主席其魯認(rèn)為，電動(dòng)汽車的安全問題很大程度上與動(dòng)力電池的能量密度有關(guān)，亟需一個(gè)比較明確的解決方案。

如何解決？清華大學(xué)教授何向明提供了一個(gè)路徑。他表示，若想提高電池的安全性應(yīng)重視電池的內(nèi)短路問題。

安全性測(cè)試方法與實(shí)際安全解決方法不符，安全標(biāo)準(zhǔn)未真正發(fā)揮作用

據(jù)了解，電池的安全性主要包含兩個(gè)方面：一是濫用安全性，這種安全性是可以預(yù)測(cè)的，只要不存在過充、針刺、熱沖擊、擠壓等濫用情況，電池就是安全的；二是自然發(fā)熱失控，即在正常使用、沒有施加任何濫用因素的情況下，電池自然發(fā)熱而導(dǎo)致安全事故發(fā)生?！敖鉀Q自然發(fā)熱導(dǎo)致的安全事故是最棘手的?！焙蜗蛎髡f。

電池為什么會(huì)自然發(fā)熱？“這和材料的導(dǎo)電性有關(guān)系?！逼漪斠粤姿嵫蹊F鋰電池為例介紹，為了增加導(dǎo)電性，其在導(dǎo)電材料中加入了多種物質(zhì)，在0.3C時(shí)，電池的發(fā)熱量沒有區(qū)別，但到10C時(shí)，電池發(fā)熱量的變化就非常明顯。若不能迅速把這些熱量轉(zhuǎn)移，電池溫度積累到一定程度，內(nèi)部就會(huì)發(fā)生膨脹，達(dá)到膨脹極限時(shí)，電池爆裂，內(nèi)部電解液在超過60~70攝氏度溫度時(shí)暴露在空氣中，就會(huì)發(fā)生自燃。

為何通過了安全認(rèn)證的“好電池”也會(huì)發(fā)生安全事故？“我們研究發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格的安全性測(cè)試方法，與當(dāng)前電池安全性的解決思路之間缺乏緊密聯(lián)系，安全標(biāo)準(zhǔn)沒有真正發(fā)揮作用，造成了通過安全認(rèn)證的‘好電池’依然發(fā)生安全事故。”何向明表示，已有研究發(fā)現(xiàn)，目前電池著火的主要原因是內(nèi)短路。

產(chǎn)生內(nèi)短路的原因非常復(fù)雜，化學(xué)、物理、機(jī)械、制造、使用不當(dāng)?shù)榷紩?huì)造成內(nèi)短路。“關(guān)于內(nèi)短路的研究有難點(diǎn)，也有進(jìn)展。希望更多的企業(yè)、專家關(guān)注并深入這一領(lǐng)域進(jìn)行研究?！彼硎尽?/p>

金屬異物混入正極是誘發(fā)內(nèi)短路的主因，需全方位、全過程控制誘導(dǎo)因素

“內(nèi)短路最主要是由正極材料中混入金屬異物引起的。”何向明認(rèn)為，正極材料的一些金屬異物被氧化并傳播到負(fù)極，穿透隔膜就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)短路發(fā)生。電池廠的干燥劑、粉塵、廠房門把手等都含有金屬，在生產(chǎn)制造過程中，使用卷繞機(jī)、螺栓、攪拌機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生金屬異物，同時(shí)電池材料中也容易摻雜金屬異物。

一般來說，正極材料廠商對(duì)材料中的粉塵、金屬含量控制得非常嚴(yán)格?！暗诖蠹移毡椴惶匾暤腜VDF、輔助材料中也會(huì)存在金屬異物。”何向明說，在導(dǎo)電系統(tǒng)里，很多廠家材料的金屬含量非常高。電池生產(chǎn)時(shí)要除鐵，但鋅、銅是無法清除的，鐵也不能100%被清除掉。

何向明告訴記者，很多電池經(jīng)過一兩百次充電之后，著火概率會(huì)提高?！霸诔浞烹娺^程中，電池極片會(huì)收縮膨脹，如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到這個(gè)問題，電池在循環(huán)使用一段時(shí)間之后，其極片收縮膨脹就會(huì)產(chǎn)生皺褶，從而導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)短路?！彼忉屨f。

值得注意的是，在低溫充電或快速充電時(shí)，任何電池都有鋰析出現(xiàn)象，這也會(huì)導(dǎo)致安全事故?！把芯勘砻鳎谥性貐^(qū)，冬天低溫天氣充電時(shí)，鋰析出的可能性比較大，需要特別注意。目前，一般快充超過1C時(shí)，負(fù)極表面鋰析出的概率就很大。”何向明表示，產(chǎn)生內(nèi)短路的原因非常多，需要制造廠家從原材料、制造過程等全方位、全過程嚴(yán)格控制發(fā)生內(nèi)短路的因素，才能進(jìn)一步提高電池安全性。