我國(guó)電池的一致性和均勻性還比較差，這就可能影響使用壽命，還可能引發(fā)安全問(wèn)題。裝配工藝，環(huán)境控制，包括濕度、溫度等各個(gè)細(xì)節(jié)的把握，國(guó)內(nèi)的電池公司做得還很不足。我國(guó)不提升新材料研發(fā)的力度和深度，是跟不上節(jié)奏的。六月十八日，在香港剛剛引進(jìn)比亞迪電動(dòng)出租車(chē)一個(gè)月，就發(fā)生了充電時(shí)爆炸事件。雖然比亞迪官方聲明此次輕微爆炸是源于充電盒故障，但還是不禁令人想起了前兩年發(fā)生的兩起電動(dòng)汽車(chē)因不同原因起火的事故，再次引起了公眾對(duì)電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題的討論。

2012年五月二十六日，深圳濱海大道上一輛電動(dòng)出租車(chē)被一輛高速行駛的跑車(chē)追尾后，電池短路起火。

2011年四月十一日，杭州，上路未滿(mǎn)3個(gè)月的電動(dòng)出租車(chē)在路邊自燃起火。

材料、安全需平衡

鋰離子電池是目前在電動(dòng)汽車(chē)上重要使用的動(dòng)力鋰離子電池。各國(guó)電動(dòng)汽車(chē)公司采用的鋰離子電池類(lèi)型根據(jù)材料都有差別，就主流動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)品來(lái)講，我國(guó)公司重要是磷酸鐵鋰離子電池，日韓重要是摻三元材料的錳酸鋰離子電池，而奔馳等一些公司則采用鈷鎳酸鋰離子電池。

這些鋰離子電池的分類(lèi)，重要是指鋰離子電池的正極材料的不同。我國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員黃學(xué)杰告訴《我國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：這些正極材料，大家都在用，但有關(guān)哪一種更適合電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展有一些不同的意見(jiàn)。不過(guò)，目前在我國(guó)的示范運(yùn)行車(chē)輛中，大部分使用的是磷酸鐵鋰為正極材料的電池，也有一些公司正在開(kāi)始做錳酸鋰混合三元材料的體系。

所謂錳酸鋰混合三元材料，是指在錳酸鋰正極材料中加上三元材料，即鎳鈷錳酸鋰或鋁摻雜的鈷鎳酸鋰。目前開(kāi)始采用錳酸鋰混合三元體系的重要是日韓公司，比較典型的是日產(chǎn)LEAF（聆風(fēng)）和美國(guó)通用的Volt（沃藍(lán)達(dá)），分別采用的就是日韓公司生產(chǎn)的錳酸鋰摻三元正極材料的鋰離子電池。

2012年，Volt也發(fā)生了在碰撞測(cè)試一段時(shí)間后電池起火現(xiàn)象。難道說(shuō)，無(wú)論什么樣材料的電池都會(huì)有易燃易爆的安全隱患嗎？

黃學(xué)杰認(rèn)為，并不能因這幾次事件就判斷電動(dòng)汽車(chē)電池不安全。凡是含有能量的器件，在高速撞擊的情況下都可能出現(xiàn)短路或者燃燒。即使現(xiàn)在在我們生活中已經(jīng)十分普及的燃油汽車(chē)，它的油箱在同樣的情況下也會(huì)發(fā)生爆炸。

在國(guó)內(nèi)發(fā)生的這兩起電動(dòng)汽車(chē)起火事件，黃學(xué)杰也看了有關(guān)的分析結(jié)論。他說(shuō)：這兩起事故中，都伴隨有電池的電解液泄漏和短路的問(wèn)題。電解液重要成分是易燃的有機(jī)溶劑。目前蓄電池的材料技術(shù)，還處在一個(gè)發(fā)展的過(guò)程中。

比如，美國(guó)的Volt在碰撞測(cè)試兩周后起火，過(guò)后他們又做過(guò)重復(fù)試驗(yàn)，而試驗(yàn)中5臺(tái)車(chē)中的3臺(tái)重復(fù)了起火的現(xiàn)象，Volt被召回。之后Volt改進(jìn)了電池組的結(jié)構(gòu)，提升了強(qiáng)度。他們并沒(méi)有透露改進(jìn)的詳細(xì)內(nèi)容，但是不久之后一個(gè)偶然事件卻幫他們證實(shí)了改進(jìn)的成功。他說(shuō)，一輛Volt被一輛闖紅燈的高速行駛的汽車(chē)撞擊。撞擊后車(chē)體損傷嚴(yán)重，而電池完好無(wú)損。

鋰離子電池并不單單受到電動(dòng)汽車(chē)的青睞，美國(guó)波音的夢(mèng)幻客機(jī)也充分利用了鋰離子電池來(lái)節(jié)省燃油、降低成本。但鋰離子電池也帶來(lái)不少麻煩。2013年一月七日至十六日，10天內(nèi)波音787發(fā)生了7起事故，而其中就有兩起是鋰離子電池起火。黃學(xué)杰告訴《我國(guó)科學(xué)報(bào)》記者：實(shí)際上波音上使用的鋰離子電池的材料是有問(wèn)題的。它用的是手機(jī)電池常用的鈷酸鋰正極材料，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有問(wèn)題，起火后組內(nèi)所有的電池都被燒完了。而深圳碰撞后起火的電動(dòng)出租車(chē)使用的是磷酸鐵鋰離子電池，磷酸鐵鋰材料的穩(wěn)定性比較高，燃燒后，只有約四分之一的電池被損壞。

因此，有關(guān)動(dòng)力鋰離子電池來(lái)說(shuō)，材料選擇還是很重要的。比如使用純?nèi)掓囧i酸鋰材料的電池，一旦發(fā)生爆炸威力會(huì)非常大。摻混三元材料的錳酸鋰離子電池是目前應(yīng)用的電池品種之一。美國(guó)的Volt和日本的LEAF使用的錳酸鋰離子電池中就摻了大約30%的三元材料。黃學(xué)杰說(shuō)，因?yàn)槿牧夏軌蛱嵘姵氐娜萘俊５珵楹问?0%而不是更高的比例，電池的其他材料和電池設(shè)計(jì)制造及管理技術(shù)決定了摻混更高比例的三元材料會(huì)帶來(lái)安全方面的高風(fēng)險(xiǎn)。

比如，目前電池外的隔膜，只能耐受120℃的高溫，而未來(lái)的研究方向是耐200℃甚至更高的溫度，保證電池在高溫下不短路。此外還有更穩(wěn)定的電解液要發(fā)展。在這些方面，我們都在向前發(fā)展。黃學(xué)杰說(shuō)，電池比能量提升與安全要一個(gè)平衡。一個(gè)電池好不好，不能只看一個(gè)指標(biāo)，而是多個(gè)指標(biāo)的綜合。比如德國(guó)，他們對(duì)電池的要求就有8個(gè)指標(biāo)，能量密度、功率密度、環(huán)境適應(yīng)性、壽命、安全、成本、可靠性等都要達(dá)標(biāo)才可以，不能偏科。

電磁輻射、充電安全添隱憂(yōu)

有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，還有一種安全隱患也在媒體中討論過(guò)，那就是電磁輻射。當(dāng)發(fā)動(dòng)汽車(chē)后，大量電流通過(guò)電機(jī)后會(huì)出現(xiàn)對(duì)人體有害的輻射。電動(dòng)汽車(chē)發(fā)射功率是手機(jī)的上萬(wàn)倍，電池波也會(huì)對(duì)人體出現(xiàn)影響。曾有電動(dòng)出租車(chē)司機(jī)對(duì)媒體表示，開(kāi)車(chē)一年后，不僅掉頭發(fā)，褲子也發(fā)現(xiàn)有靜電。

記者在網(wǎng)上搜索電動(dòng)汽車(chē)輻射這樣的關(guān)鍵詞，發(fā)現(xiàn)，有很多網(wǎng)友在各種論壇提問(wèn)，電動(dòng)汽車(chē)的電池是否有對(duì)人體有害的輻射，一些孕婦對(duì)此尤其關(guān)注。

黃學(xué)杰告訴記者，電器都會(huì)有輻射，但都有一個(gè)人體可接受的標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際上都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)在2001年也頒布了《電動(dòng)汽車(chē)輛的電磁場(chǎng)輻射強(qiáng)度的限值和測(cè)量方法》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在電動(dòng)汽車(chē)制造過(guò)程中，也有相應(yīng)的技術(shù)降低電磁輻射。

對(duì)此，我國(guó)工程院院士、世界電動(dòng)汽車(chē)協(xié)會(huì)創(chuàng)始主席兼亞太電動(dòng)汽車(chē)協(xié)會(huì)主席陳清泉解釋?zhuān)嘘P(guān)電動(dòng)汽車(chē)的電流以及輻射是有防護(hù)和隔離措施的。一般而言，符合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)輛，應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。但是，他也坦言，有關(guān)一個(gè)新生事物而言，這樣的標(biāo)準(zhǔn)是否足夠是要持續(xù)關(guān)注的，它恐怕同樣要提高。

剛剛發(fā)生的香港比亞迪電動(dòng)出租車(chē)的充電爆炸事故，重要是充電機(jī)的故障。黃學(xué)杰表示，這說(shuō)明充電機(jī)還要改進(jìn)。

比亞迪對(duì)此解釋是電網(wǎng)至充電盒連接點(diǎn)松動(dòng)導(dǎo)致等效阻抗過(guò)大而引起過(guò)熱。陳清泉認(rèn)為，這重要涉及日常維護(hù)的問(wèn)題，關(guān)鍵在于人員培訓(xùn)。他告訴《我國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，歐盟有專(zhuān)門(mén)的資金支持對(duì)司機(jī)、維護(hù)人員的技能培訓(xùn)，值得國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)。

電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生故障并不稀奇，重要的是如何吸取教訓(xùn)，提高標(biāo)準(zhǔn)水平。陳清泉指出，比如，日本電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生碰撞以后，為了防止嚴(yán)重燃燒，他們?cè)陔姵匕醒b有一個(gè)傳感器，一旦發(fā)生碰撞，可以馬上切斷單體電池之間的連接點(diǎn)，縮小危險(xiǎn)范圍。

電池原材料研發(fā)薄弱

在陳清泉看來(lái)，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)在近十年來(lái)進(jìn)步迅速，不但做得又快又大，而且相比較較便宜，但是，我國(guó)電池的薄弱點(diǎn)在于，一是原材料，另一個(gè)則是裝配工藝，尤其是在電池包的組裝上面。

在業(yè)內(nèi)，電池比拼的就是高新材料技術(shù)，重要體現(xiàn)在正極、負(fù)極以及負(fù)責(zé)使離子在兩極間移動(dòng)的電解質(zhì)這三方面。

鋰離子電池的工作原理是在充電時(shí)從正極溶出的鋰離子經(jīng)由電解質(zhì)移動(dòng)到負(fù)極一側(cè)，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并儲(chǔ)存起來(lái)。放電時(shí)，反過(guò)來(lái)使鋰離子從負(fù)極移動(dòng)到正極，由此釋放電能。

目前，就電池技術(shù)最為先進(jìn)的日本來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的能量密度最高可在100～120Wh/kg，平均每千瓦時(shí)的成本約為10萬(wàn)日元。陳清泉告訴《我國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，我國(guó)最優(yōu)的鋰離子電池目前也能達(dá)到這樣的水平，重要使用的材料是磷酸鐵。而國(guó)家希望鋰離子電池的能量密度能夠達(dá)到150~200Wh/kg，日本的公司目標(biāo)則是以2020年前后為限，使能量密度新增到250Wh/kg，將平均每千瓦時(shí)的成本降低到約3萬(wàn)日元。也就是說(shuō)，用大約10年時(shí)間將能量密度提高到2倍以上，成本則降至三分之一以下。

假如依照這樣的行業(yè)目標(biāo)，我國(guó)不提升新材料研發(fā)的力度和深度，是跟不上節(jié)奏的。陳清泉指出。

陳清泉還提到，在一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)?yán)锩鏋榱颂岣吖β视泻芏嚯姵匾M(jìn)行串并聯(lián)，變成一個(gè)電池包，電池單體做得很好，不代表組裝成電池包以后就好。我國(guó)電池的一致性和均勻性還比較差，這就可能影響使用壽命，還可能引發(fā)安全問(wèn)題。因此，他認(rèn)為，裝配工藝，環(huán)境控制，包括濕度、溫度等各個(gè)細(xì)節(jié)的把握，國(guó)內(nèi)的電池公司做得還很不足。

據(jù)陳清泉介紹，目前，日本電池的整體技術(shù)是最好的，但是成本也最高，我國(guó)的電池價(jià)格便宜，產(chǎn)量也大，而韓國(guó)的電池，性能優(yōu)于我國(guó)，成本又比日本低，是其中產(chǎn)值最高的。

跟其他國(guó)家相比，政府有關(guān)電池的研發(fā)投入是不足的。陳清泉表示，政府支持的大多是電池的制造環(huán)節(jié)，這是相對(duì)容易的。美國(guó)則花大量精力支持材料以及組裝工藝的研發(fā)。

因此，陳清泉提出，首先是要加強(qiáng)對(duì)電池原材料的研發(fā)。黃學(xué)杰也認(rèn)為，日、韓的電動(dòng)汽車(chē)電池技術(shù)無(wú)論是產(chǎn)業(yè)成熟度指標(biāo)還是電池組可靠指標(biāo)都仍然走在我國(guó)的前面。我國(guó)現(xiàn)在處在一個(gè)從無(wú)到有的階段，剛剛解決了有的問(wèn)題。黃學(xué)杰說(shuō)，接下來(lái)要解決從有到好的問(wèn)題，這還有很長(zhǎng)的路要走。

來(lái)源：《我國(guó)科學(xué)報(bào)》