詳解：動力電池安全性的幾個問題

　　我們來看看現(xiàn)在著火的，比如說像三星的NOTE7，最近我聽到大量的變化，大概我們國家工信部在下周會討論NOTE7的問題，討論NOTE7對國內(nèi)鋰電池的影響，以及我們國家的應對策略。那么我們知道目前的18650就是用特斯拉的那款，出事故的概率是千萬分之一，所以大家算出來，特斯拉大概7千多個電池，千萬分之一，1萬輛車每年至少有一輛要著火，車在全世界各地，有在挪威著火的，有在中國著火的，有在日本著火的，這是一個概率事件，誰也消除不掉的。所以差不多是千萬分之一，實際如果電池大了以后這個比例會大幅度的提高，提高到百萬分之一，幾十萬分之一，其實概率是電池廠的檔次越高，你的制造水平越高這個概率會越小，當然我們講的都是比較溫和的條件下，如果是在電動車上，包括振動等等很多情況下，這個概率會大幅度地提高，這是個安全性的問題。

　　那電池的安全性解決不掉了?電池還能不能用了?

　　我們看看什么是安全性?電池安全性是什么呢?在意義里面有一個詞，叫abuse，濫用熱失控，還有電的短路等等，還有熱的熱沖擊等等，大概基本上是這幾個，為什么是濫用呢?因為電池在實際應用過程當中是誰也不會燒的，誰也不會拿針扎的是非正常的使用。我們現(xiàn)在電池的檢測是濫用安全性檢測，所以濫用安全性檢測安全不安全，跟實際情況沒有關(guān)系，這就是造成這些安全性的標準沒有用的一個重要的原因。那么還有一個我們叫field failure現(xiàn)場安全性，這么多年我研究覺得別扭，有一天課題組的老師說就想起來叫自引發(fā)熱失控，現(xiàn)在有很多人都開始叫隨機的，都不知道什么時候發(fā)生。

　　我們看看這兩個都有什么特點呢?第一個特點就是濫用熱失控和濫用安全性是可以預測的，一針扎下去肯定要著火，這對每個電池是適用的，而且通過測試評估的，你扎下去著火就是不通過，扎下去冒煙就是叫冒煙，所以是可以控制的，通過保護措施進行改善，你說扎一下可以著火，如果防護一下就扎不到了，對于這種自引發(fā)的熱失控就比較難了，不可預測的，這一點是非常討厭的，那么是一個隨機的小概率事故，是統(tǒng)計學的概念，特斯拉剛剛開始做的時候根本沒有著火，現(xiàn)在起來以后肯定要著火，肯定會著火的，所以是概率事故，而且無法通過測試來評估，就目前的技術(shù)，將來可能是可以這是測驗工作者的責任，目前的技術(shù)是不可能通過測試來評估的。

　　發(fā)生的很突然，而且措施也不可以避免，這個是自引發(fā)熱失控的特點，我們今天看到車為什么會著火?這個就是主要的原因。其實我們就會發(fā)現(xiàn)，嚴格的安全性測試方法和今天依然會發(fā)生安全性事故之間，是沒有任何的關(guān)系，這是一個非常討厭的事情，我們做任何事情有嚴格的邏輯關(guān)系就可以找到這個科學規(guī)律，去克服，然后去控制它，這個就是沒有關(guān)系又怎么辦呢?這是要解決的，我們要去找關(guān)系。所以現(xiàn)實情況就是發(fā)生安全性事故的鋰電池，之前都通過安全性認證的，對于筆記本電腦的18650電池來說，目前是幾百萬分之一，或者是千萬分之一的概率，而且發(fā)生的原因是基本上不可預測的造成，導致的原因很多，但是基本上是內(nèi)短路造成的，而且這種內(nèi)短路是不可消除的，這些電池在制造出廠的時候都是合格的，都是一個好的合格的電池，會發(fā)生燃燒事故，所以我們說目前濫用安全性標準的測試機構(gòu)，發(fā)生或者不發(fā)生安全性事故之間沒有嚴格的邏輯關(guān)系，這個是最難的地方。

　　我們來看看舉個例子，為什么會發(fā)生?比如說一個現(xiàn)象，我們都知道鋰電池在放電的過程有極片的膨脹收縮，比如說200-300次以后產(chǎn)生收縮效應，厚的隔膜一般是PC或者是PE的，會把隔膜擠破，看右下角的這個圖。

　　這個筆記本電腦，左上角的筆記本電腦著火后來大家判定就是這個原因，因為大家充電腦160次會產(chǎn)生這種概率，但是不是所有的都有這樣的情況，這個是概率情況，是百萬分之一，千萬分之一概率的發(fā)生，剛剛講了一個，實際還有很多的原因。

　　這個圖是UL總結(jié)出來的，一個是這次的NOTE7，我查了所有的報道初步判斷，它是析鋰造成的，包括美國的兩起事故，因為有一個快充的功能，還有就是正負極匹配的問題，還有一些電池做過測試，振動過程當中邊緣碰撞的問題非常多，這些問題一般是兩大類。一類是制造水平，另外是工藝水平，所以說有一些早期的投資據(jù)說500萬做鋰電池廠的那些，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)電池著火，所以跟制造水平的關(guān)系是非常巨大的。

　　我們來看看內(nèi)短路，大家說內(nèi)短路是不是可以用外短路模擬啊?外短路不燃燒爆炸內(nèi)短路是完全不一樣的，內(nèi)短路的問題更嚴重的多，對于外短路來說，這個電池是均勻的受熱，右邊的圖大家知道，內(nèi)短路是局部高溫受熱，這個局部高溫的受熱從我們的角度來看，有一些時候?qū)Π踩员韧舛搪芬茫瑸槭裁?局部短路的那一點，跟焊接的地方燒掉就沒有事兒了，燒不掉就著火了，所以說是不一樣的。外短路模擬內(nèi)短路是不可以的，所以我們來總結(jié)一下。

　　我們來看這個熱失控內(nèi)短路與安全性的研究，第一個內(nèi)短路的測試評估目前是研發(fā)的非常前沿，我能不能把內(nèi)短路測試出來?第一個我取樣，因為是一個小概率事件，我記得2009年的時候我在學校做實驗，找2000個電池過來，2年的實驗都沒有內(nèi)短路，另外一個假設(shè)這個概率是有的，那你能不能測試出來?有一些什么特征?如果我們能找到特征是不是我們就可以往前邁一步?所以我們講內(nèi)短路的測試評估是一個安全性研究重要的方面。發(fā)生在熱失控之前是否有一個測試?我們做了很多的工作，發(fā)了很多的文章和專利，專利已經(jīng)公開了大家感興趣可以去搜索。