詳解：動(dòng)力電池安全性的幾個(gè)問(wèn)題

　　我們來(lái)看看現在著(zhù)火的，比如說(shuō)像三星的NOTE7，最近我聽(tīng)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(wèn)題，討論NOTE7對國內鋰電池的影響，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(wàn)分之一，所以大家算出來(lái)，特斯拉大概7千多個(gè)電池，千萬(wàn)分之一，1萬(wàn)輛車(chē)每年至少有一輛要著(zhù)火，車(chē)在全世界各地，有在挪威著(zhù)火的，有在中國著(zhù)火的，有在日本著(zhù)火的，這是一個(gè)概率事件，誰(shuí)也消除不掉的。所以差不多是千萬(wàn)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(wàn)分之一，幾十萬(wàn)分之一，其實(shí)概率是電池廠(chǎng)的檔次越高，你的制造水平越高這個(gè)概率會(huì )越小，當然我們講的都是比較溫和的條件下，如果是在電動(dòng)車(chē)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(wèn)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?因為電池在實(shí)際應用過(guò)程當中是誰(shuí)也不會(huì )燒的，誰(shuí)也不會(huì )拿針扎的是非正常的使用。我們現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(shí)際情況沒(méi)有關(guān)系，這就是造成這些安全性的標準沒(méi)有用的一個(gè)重要的原因。那么還有一個(gè)我們叫field failure現場(chǎng)安全性，這么多年我研究覺(jué)得別扭，有一天課題組的老師說(shuō)就想起來(lái)叫自引發(fā)熱失控，現在有很多人都開(kāi)始叫隨機的，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測的，一針扎下去肯定要著(zhù)火，這對每個(gè)電池是適用的，而且通過(guò)測試評估的，你扎下去著(zhù)火就是不通過(guò)，扎下去冒煙就是叫冒煙，所以是可以控制的，通過(guò)保護措施進(jìn)行改善，你說(shuō)扎一下可以著(zhù)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(diǎn)是非常討厭的，那么是一個(gè)隨機的小概率事故，是統計學(xué)的概念，特斯拉剛剛開(kāi)始做的時(shí)候根本沒(méi)有著(zhù)火，現在起來(lái)以后肯定要著(zhù)火，肯定會(huì )著(zhù)火的，所以是概率事故，而且無(wú)法通過(guò)測試來(lái)評估，就目前的技術(shù)，將來(lái)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(guò)測試來(lái)評估的。

　　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(chē)為什么會(huì )著(zhù)火?這個(gè)就是主要的原因。其實(shí)我們就會(huì )發(fā)現，嚴格的安全性測試方法和今天依然會(huì )發(fā)生安全性事故之間，是沒(méi)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格的邏輯關(guān)系就可以找到這個(gè)科學(xué)規律，去克服，然后去控制它，這個(gè)就是沒(méi)有關(guān)系又怎么辦呢?這是要解決的，我們要去找關(guān)系。所以現實(shí)情況就是發(fā)生安全性事故的鋰電池，之前都通過(guò)安全性認證的，對于筆記本電腦的18650電池來(lái)說(shuō)，目前是幾百萬(wàn)分之一，或者是千萬(wàn)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，但是基本上是內短路造成的，而且這種內短路是不可消除的，這些電池在制造出廠(chǎng)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(shuō)目前濫用安全性標準的測試機構，發(fā)生或者不發(fā)生安全性事故之間沒(méi)有嚴格的邏輯關(guān)系，這個(gè)是最難的地方。

　　我們來(lái)看看舉個(gè)例子，為什么會(huì )發(fā)生?比如說(shuō)一個(gè)現象，我們都知道鋰電池在放電的過(guò)程有極片的膨脹收縮，比如說(shuō)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(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(zhù)火后來(lái)大家判定就是這個(gè)原因，因為大家充電腦160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(wàn)分之一，千萬(wàn)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總結出來(lái)的，一個(gè)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(gè)快充的功能，還有就是正負極匹配的問(wèn)題，還有一些電池做過(guò)測試，振動(dòng)過(guò)程當中邊緣碰撞的問(wèn)題非常多，這些問(wèn)題一般是兩大類(lèi)。一類(lèi)是制造水平，另外是工藝水平，所以說(shuō)有一些早期的投資據說(shuō)500萬(wàn)做鋰電池廠(chǎng)的那些，經(jīng)常會(huì )發(fā)現電池著(zhù)火，所以跟制造水平的關(guān)系是非常巨大的。

　　我們來(lái)看看內短路，大家說(shuō)內短路是不是可以用外短路模擬啊?外短路不燃燒爆炸內短路是完全不一樣的，內短路的問(wèn)題更嚴重的多，對于外短路來(lái)說(shuō)，這個(gè)電池是均勻的受熱，右邊的圖大家知道，內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(lái)看，有一些時(shí)候對安全性比外短路要好，為什么?局部短路的那一點(diǎn)，跟焊接的地方燒掉就沒(méi)有事兒了，燒不掉就著(zhù)火了，所以說(shuō)是不一樣的。外短路模擬內短路是不可以的，所以我們來(lái)總結一下。

　　我們來(lái)看這個(gè)熱失控內短路與安全性的研究，第一個(gè)內短路的測試評估目前是研發(fā)的非常前沿，我能不能把內短路測試出來(lái)?第一個(gè)我取樣，因為是一個(gè)小概率事件，我記得2009年的時(shí)候我在學(xué)校做實(shí)驗，找2000個(gè)電池過(guò)來(lái)，2年的實(shí)驗都沒(méi)有內短路，另外一個(gè)假設這個(gè)概率是有的，那你能不能測試出來(lái)?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?所以我們講內短路的測試評估是一個(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)測試?我們做了很多的工作，發(fā)了很多的文章和專(zhuān)利，專(zhuān)利已經(jīng)公開(kāi)了大家感興趣可以去搜索。