詳解：動(dòng)力電池安全性的幾個(gè)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(huì)討論NOTE7的問題，討論NOTE7對(duì)國內(nèi)鋰電池的影響，以及我們國家的應(yīng)對(duì)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(gè)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(gè)概率事件，誰也消除不掉的。所以差不多是千萬分之一，實(shí)際如果電池大了以后這個(gè)比例會(huì)大幅度的提高，提高到百萬分之一，幾十萬分之一，其實(shí)概率是電池廠的檔次越高，你的制造水平越高這個(gè)概率會(huì)越小，當(dāng)然我們講的都是比較溫和的條件下，如果是在電動(dòng)車上，包括振動(dòng)等等很多情況下，這個(gè)概率會(huì)大幅度地提高，這是個(gè)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(gè)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(gè)，為什么是濫用呢?因?yàn)殡姵卦趯?shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中是誰也不會(huì)燒的，誰也不會(huì)拿針扎的是非正常的使用。我們現(xiàn)在電池的檢測(cè)是濫用安全性檢測(cè)，所以濫用安全性檢測(cè)安全不安全，跟實(shí)際情況沒有關(guān)系，這就是造成這些安全性的標(biāo)準(zhǔn)沒有用的一個(gè)重要的原因。那么還有一個(gè)我們叫field failure現(xiàn)場(chǎng)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(jī)的，都不知道什么時(shí)候發(fā)生。

　　我們看看這兩個(gè)都有什么特點(diǎn)呢?第一個(gè)特點(diǎn)就是濫用熱失控和濫用安全性是可以預(yù)測(cè)的，一針扎下去肯定要著火，這對(duì)每個(gè)電池是適用的，而且通過測(cè)試評(píng)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(hù)措施進(jìn)行改善，你說扎一下可以著火，如果防護(hù)一下就扎不到了，對(duì)于這種自引發(fā)的熱失控就比較難了，不可預(yù)測(cè)的，這一點(diǎn)是非常討厭的，那么是一個(gè)隨機(jī)的小概率事故，是統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念，特斯拉剛剛開始做的時(shí)候根本沒有著火，現(xiàn)在起來以后肯定要著火，肯定會(huì)著火的，所以是概率事故，而且無法通過測(cè)試來評(píng)估，就目前的技術(shù)，將來可能是可以這是測(cè)驗(yàn)工作者的責(zé)任，目前的技術(shù)是不可能通過測(cè)試來評(píng)估的。

　　發(fā)生的很突然，而且措施也不可以避免，這個(gè)是自引發(fā)熱失控的特點(diǎn)，我們今天看到車為什么會(huì)著火?這個(gè)就是主要的原因。其實(shí)我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格的安全性測(cè)試方法和今天依然會(huì)發(fā)生安全性事故之間，是沒有任何的關(guān)系，這是一個(gè)非常討厭的事情，我們做任何事情有嚴(yán)格的邏輯關(guān)系就可以找到這個(gè)科學(xué)規(guī)律，去克服，然后去控制它，這個(gè)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(shí)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(rèn)證的，對(duì)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(yù)測(cè)的造成，導(dǎo)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(shí)候都是合格的，都是一個(gè)好的合格的電池，會(huì)發(fā)生燃燒事故，所以我們說目前濫用安全性標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試機(jī)構(gòu)，發(fā)生或者不發(fā)生安全性事故之間沒有嚴(yán)格的邏輯關(guān)系，這個(gè)是最難的地方。

　　我們來看看舉個(gè)例子，為什么會(huì)發(fā)生?比如說一個(gè)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(yīng)，厚的隔膜一般是PC或者是PE的，會(huì)把隔膜擠破，看右下角的這個(gè)圖。

　　這個(gè)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(gè)原因，因?yàn)榇蠹页潆娔X160次會(huì)產(chǎn)生這種概率，但是不是所有的都有這樣的情況，這個(gè)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(gè)，實(shí)際還有很多的原因。

　　這個(gè)圖是UL總結(jié)出來的，一個(gè)是這次的NOTE7，我查了所有的報(bào)道初步判斷，它是析鋰造成的，包括美國的兩起事故，因?yàn)橛幸粋€(gè)快充的功能，還有就是正負(fù)極匹配的問題，還有一些電池做過測(cè)試，振動(dòng)過程當(dāng)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(huì)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(yán)重的多，對(duì)于外短路來說，這個(gè)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(gè)局部高溫的受熱從我們的角度來看，有一些時(shí)候?qū)Π踩员韧舛搪芬茫瑸槭裁?局部短路的那一點(diǎn)，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(gè)熱失控內(nèi)短路與安全性的研究，第一個(gè)內(nèi)短路的測(cè)試評(píng)估目前是研發(fā)的非常前沿，我能不能把內(nèi)短路測(cè)試出來?第一個(gè)我取樣，因?yàn)槭且粋€(gè)小概率事件，我記得2009年的時(shí)候我在學(xué)校做實(shí)驗(yàn)，找2000個(gè)電池過來，2年的實(shí)驗(yàn)都沒有內(nèi)短路，另外一個(gè)假設(shè)這個(gè)概率是有的，那你能不能測(cè)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(cè)試評(píng)估是一個(gè)安全性研究重要的方面。發(fā)生在熱失控之前是否有一個(gè)測(cè)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。