详解：动力电池安全性的几个问题

　　我们来看看现在着火的，比如说像三星的NOTE7，最近我听到大量的变化，大概我们国家工信部在下周会讨论NOTE7的问题，讨论NOTE7对国内锂电池的影响，以及我们国家的应对策略。那么我们知道目前的18650就是用特斯拉的那款，出事故的概率是千万分之一，所以大家算出来，特斯拉大概7千多个电池，千万分之一，1万辆车每年至少有一辆要着火，车在全世界各地，有在挪威着火的，有在中国着火的，有在日本着火的，这是一个概率事件，谁也消除不掉的。所以差不多是千万分之一，实际如果电池大了以后这个比例会大幅度的提高，提高到百万分之一，几十万分之一，其实概率是电池厂的档次越高，你的制造水平越高这个概率会越小，当然我们讲的都是比较温和的条件下，如果是在电动车上，包括振动等等很多情况下，这个概率会大幅度地提高，这是个安全性的问题。

　　那电池的安全性解决不掉了?电池还能不能用了?

　　我们看看什么是安全性?电池安全性是什么呢?在意义里面有一个词，叫abuse，滥用热失控，还有电的短路等等，还有热的热冲击等等，大概基本上是这几个，为什么是滥用呢?因为电池在实际应用过程当中是谁也不会烧的，谁也不会拿针扎的是非正常的使用。我们现在电池的检测是滥用安全性检测，所以滥用安全性检测安全不安全，跟实际情况没有关系，这就是造成这些安全性的标准没有用的一个重要的原因。那么还有一个我们叫field failure现场安全性，这么多年我研究觉得别扭，有一天课题组的老师说就想起来叫自引发热失控，现在有很多人都开始叫随机的，都不知道什么时候发生。

　　我们看看这两个都有什么特点呢?第一个特点就是滥用热失控和滥用安全性是可以预测的，一针扎下去肯定要着火，这对每个电池是适用的，而且通过测试评估的，你扎下去着火就是不通过，扎下去冒烟就是叫冒烟，所以是可以控制的，通过保护措施进行改善，你说扎一下可以着火，如果防护一下就扎不到了，对于这种自引发的热失控就比较难了，不可预测的，这一点是非常讨厌的，那么是一个随机的小概率事故，是统计学的概念，特斯拉刚刚开始做的时候根本没有着火，现在起来以后肯定要着火，肯定会着火的，所以是概率事故，而且无法通过测试来评估，就目前的技术，将来可能是可以这是测验工作者的责任，目前的技术是不可能通过测试来评估的。

　　发生的很突然，而且措施也不可以避免，这个是自引发热失控的特点，我们今天看到车为什么会着火?这个就是主要的原因。其实我们就会发现，严格的安全性测试方法和今天依然会发生安全性事故之间，是没有任何的关系，这是一个非常讨厌的事情，我们做任何事情有严格的逻辑关系就可以找到这个科学规律，去克服，然后去控制它，这个就是没有关系又怎么办呢?这是要解决的，我们要去找关系。所以现实情况就是发生安全性事故的锂电池，之前都通过安全性认证的，对于笔记本电脑的18650电池来说，目前是几百万分之一，或者是千万分之一的概率，而且发生的原因是基本上不可预测的造成，导致的原因很多，但是基本上是内短路造成的，而且这种内短路是不可消除的，这些电池在制造出厂的时候都是合格的，都是一个好的合格的电池，会发生燃烧事故，所以我们说目前滥用安全性标准的测试机构，发生或者不发生安全性事故之间没有严格的逻辑关系，这个是最难的地方。

　　我们来看看举个例子，为什么会发生?比如说一个现象，我们都知道锂电池在放电的过程有极片的膨胀收缩，比如说200-300次以后产生收缩效应，厚的隔膜一般是PC或者是PE的，会把隔膜挤破，看右下角的这个图。

　　这个笔记本电脑，左上角的笔记本电脑着火后来大家判定就是这个原因，因为大家充电脑160次会产生这种概率，但是不是所有的都有这样的情况，这个是概率情况，是百万分之一，千万分之一概率的发生，刚刚讲了一个，实际还有很多的原因。

　　这个图是UL总结出来的，一个是这次的NOTE7，我查了所有的报道初步判断，它是析锂造成的，包括美国的两起事故，因为有一个快充的功能，还有就是正负极匹配的问题，还有一些电池做过测试，振动过程当中边缘碰撞的问题非常多，这些问题一般是两大类。一类是制造水平，另外是工艺水平，所以说有一些早期的投资据说500万做锂电池厂的那些，经常会发现电池着火，所以跟制造水平的关系是非常巨大的。

　　我们来看看内短路，大家说内短路是不是可以用外短路模拟啊?外短路不燃烧爆炸内短路是完全不一样的，内短路的问题更严重的多，对于外短路来说，这个电池是均匀的受热，右边的图大家知道，内短路是局部高温受热，这个局部高温的受热从我们的角度来看，有一些时候对安全性比外短路要好，为什么?局部短路的那一点，跟焊接的地方烧掉就没有事儿了，烧不掉就着火了，所以说是不一样的。外短路模拟内短路是不可以的，所以我们来总结一下。

　　我们来看这个热失控内短路与安全性的研究，第一个内短路的测试评估目前是研发的非常前沿，我能不能把内短路测试出来?第一个我取样，因为是一个小概率事件，我记得2009年的时候我在学校做实验，找2000个电池过来，2年的实验都没有内短路，另外一个假设这个概率是有的，那你能不能测试出来?有一些什么特征?如果我们能找到特征是不是我们就可以往前迈一步?所以我们讲内短路的测试评估是一个安全性研究重要的方面。发生在热失控之前是否有一个测试?我们做了很多的工作，发了很多的文章和专利，专利已经公开了大家感兴趣可以去搜索。