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中國儲能網(wǎng)訊：近年來，動力鋰電池燃燒和因電池故障導致的召回事件頻繁發(fā)生，消費者對電動汽車的關(guān)注由“里程焦慮”逐漸轉(zhuǎn)移到“安全焦慮”。據(jù)不完全統(tǒng)計，從2021年初至今全國已發(fā)生50多起電動汽車著火事件，絕大部分由電池熱失控引起，動力鋰電池安全問題已成為電動汽車行業(yè)發(fā)展的“絆腳石”。

01 高度重視研發(fā)安全性電池成為業(yè)內(nèi)共識

近年來，隨著電動汽車的不斷普及，全球范圍內(nèi)所涉及的召回事件也呈現(xiàn)出日益高發(fā)的趨勢，召回的責任方包括現(xiàn)代、通用、大眾、特斯拉、威馬、北汽、LG新能源、三星SDI等國內(nèi)外主流主機廠和電池企業(yè)。特別是韓國電池巨頭LG新能源因電池安全頻發(fā)，深陷召回漩渦并支付了高額賠償金，損失慘重。LG新能源接連發(fā)生的召回事件也為整個電池行業(yè)敲響了警鐘，進一步提升鋰電池的安全性迫在眉睫。當下，多家電池企業(yè)和汽車企業(yè)開啟了電池安全“軍備競賽”，紛紛推出“不起火”方案。

部分電池企業(yè)和汽車企業(yè)推出的電池安全技術(shù)



此外，動力電池安全成為消費者新顧慮。據(jù)德勤消費者調(diào)研，我國消費者對電動汽車主要關(guān)注因素中，安全性達29%，占比較高。此外，從電動汽車質(zhì)量投訴比例看，電池投訴占37.1％，包括動力電池故障、充電故障、電瓶故障等。這一調(diào)查結(jié)果為電池企業(yè)和主機廠發(fā)展提供了較強的決策依據(jù)，電池安全也成為汽車企業(yè)除續(xù)航和快充之外的新一輪宣傳點。從消費者角度來看，提高鋰電池的安全性有利于保障其合法權(quán)益，提振消費信心，激發(fā)消費潛力。

02 當前提升動力鋰電池安全的新特點

降低電池熱失控風險：新型電池技術(shù)從本征安全、被動安全、主動安全等三方面創(chuàng)新。一是本征安全。即從單體電池的熱失控機理著手，在材料層面提升各電芯材料的熱穩(wěn)定性，在工藝層面從設計和制造的角度保證電芯可靠性。例如：OPPO研發(fā)的“夾心式安全電池”，用復合集流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)集流體，不易斷裂，以解決高鎳三元的安全問題。二是被動安全。即在某一個單體電池熱失控以后，通過隔熱和散熱的方法抑制熱蔓延。例如：廣汽埃安研發(fā)的“彈匣電池”、嵐圖汽車發(fā)布的“琥珀”和“云母”電池等都重在深化隔熱解決方案。三是主動安全。其核心是電池管理系統(tǒng)（BMS），通過大數(shù)據(jù)等技術(shù)對熱失控進行提前預警。例如：蔚來發(fā)布的“100kWh電池”，在BMS中集成了一個熱失控傳感器，可以24小時實時監(jiān)控熱壓力，從而提升電池安全性。

多種技術(shù)路線同步發(fā)展：磷酸鐵鋰和三元占主流地位，大圓柱電池備受關(guān)注。在電池材料方面，磷酸鐵鋰和三元在我國占主流地位。由于磷酸鐵鋰材料來源豐富，安全性高、成本低、循環(huán)性能好等優(yōu)勢，近年來磷酸鐵鋰電池市場需求升溫，出貨量爆發(fā)式增長。據(jù)統(tǒng)計，2021年磷酸鐵鋰和三元鋰電池裝機占比分別為53%、47%，徹底扭轉(zhuǎn)了2018年以來磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量連年不及三元鋰電池的趨勢。此外，鈦酸鋰、錳酸鋰等已有一定應用。在電池形態(tài)方面，當下動力電池市場形成了方殼/刀片、軟包、圓柱三種形態(tài)三分天下的局面，憑借高安全性、高能量密度及低成本優(yōu)勢，大圓柱電池正在成為最受矚目的技術(shù)趨勢之一。結(jié)合整車實際需求，目前很多電動汽車企業(yè)已經(jīng)敲定了未來5-10年的動力電池方案，即經(jīng)濟型采用方殼或刀片磷酸鐵鋰電池，中高端采用三元+大圓柱電池的布局。

03 強化頂層設計，重點關(guān)注鋰電池安全的三個方面

加強技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，實現(xiàn)跨行業(yè)的協(xié)同融合。鋰電池的安全性是個極其復雜的系統(tǒng)性問題，既涉及材料研究，也與技術(shù)應用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題息息相關(guān)，且安全問題已逐步延伸到上下游產(chǎn)業(yè)鏈及跨產(chǎn)業(yè)融合的邊界區(qū)域。建議：一是持續(xù)攻關(guān)核心鋰電池安全技術(shù)。堅持磷酸鐵鋰、三元兩條路線并重，開展固態(tài)電解質(zhì)、阻燃電解液等關(guān)鍵材料技術(shù)研究，加快動力電池熱失控安全、電池系統(tǒng)高壓絕緣安全和碰撞安全、三元材料動力電池熱穩(wěn)定性、充電安全防護等安全技術(shù)攻關(guān)。二是發(fā)揮疊加優(yōu)勢，組織跨行業(yè)協(xié)同攻關(guān)。積極開展電池企業(yè)與整車企業(yè)的協(xié)同，在設計階段、車輛匹配、熱管理策略、異常狀態(tài)的監(jiān)測、測試與驗證等方面開展深入合作；加強電池企業(yè)與消防行業(yè)的協(xié)同，圍繞動力電池火災案例分析、動力電池熱失控早期火災探測、長時效滅火劑、自動滅火裝置等方面開展交流與聯(lián)合研究。

加強鋰電池檢測能力建設，保證量產(chǎn)前產(chǎn)品充分的測試驗證周期。電池量產(chǎn)前的測試與驗證不充分已成為制約行業(yè)發(fā)展的突出問題。一方面，部分企業(yè)為獲得補貼盲目追求高比能量，縮短測試驗證時間，將至少要3年的電池研發(fā)和驗證期縮短了一半。另一方面，電池測試驗證手段不完善，甚至部分企業(yè)沒有電池安全測試的能力。建議：一是保持補貼政策的技術(shù)條件適當穩(wěn)定。電動汽車準入和補貼等指標的設定要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律，不宜頻繁變更，如果變動，應給企業(yè)至少兩三年的時間進行開發(fā)、設計、驗證新產(chǎn)品。二是加強電池測試能力建設。完善企業(yè)自主檢測、公共服務檢測和國家認證檢測相結(jié)合的檢測體系。鼓勵電池生產(chǎn)企業(yè)、電動汽車生產(chǎn)企業(yè)、研究機構(gòu)以及檢測認證機構(gòu)加強產(chǎn)品測試驗證等相關(guān)數(shù)據(jù)積累，為產(chǎn)品開發(fā)、標準制修訂、產(chǎn)品一致性管控夯實基礎(chǔ)。

完善鋰電池安全標準體系建設，進一步提升電池熱失控報警和安全防護水平。目前，我國動力鋰電池安全標準要求及相關(guān)測試規(guī)程主要針對新鮮動力電池，但已有研究表明，中后期或?qū)⑹莿恿﹄姵責崾Э胤磻?ldquo;高發(fā)期”，需要特別加以預防和控制。建議：一是加快鋰電池安全標準制修訂工作。提高動力電池單體、模組和系統(tǒng)的全生命周期安全性測試標準，彌補現(xiàn)有標準的不足；針對現(xiàn)行標準中用于電池測試后如泄露、外殼破裂、起火、爆炸等現(xiàn)象的定義和描述較為寬泛現(xiàn)象，加強可量化測試結(jié)果判定依據(jù)。二是開展更嚴苛的安全質(zhì)量標準研究。如針刺實驗作為鋰電池測試中非常有效、苛刻的一種方法，建議逐步納入國家強制性標準。三是推進標準的國際化進程。加快國際標準的轉(zhuǎn)化工作，積極推進檢驗檢測結(jié)果的互認共享。支持行業(yè)組織和企業(yè)積極參與國際標準和技術(shù)法規(guī)的制定，不斷提升我國國際話語權(quán)。