預防電動車燃燒事故 固態充電鋰電池或有解決方案

著者：Iflowpower – Fornecedor de estação de energia portátil

傳統的液態鋰離子電池，科學家稱為“搖椅電池”，搖椅就是電池的正極和負極，中間是電解液（液體）。 其中，鋰離子在現役運動員的兩極之間來回奔跑，電池的充電和放電過程是在運動過程中完成的。 然而，這個看似有趣的結構卻暗藏危險。

根據不完全統計，今年上半年電動車已發生10起燃燒事故。 一位消防單位人士對此進行總結，新能源車最常見的場景就是充電時會燃燒。 另外，電池在行駛或停車過程中也會燃燒。

安全性更高，可繼承液態鋰離子電池「江湖地位」液態鋰離子電池為何會發生爆炸，有分析認為，原因是傳統鋰離子電池在大電流下能產生鋰支流，從而擊穿隔膜造成短路破壞；電解液為有機液體，在高溫下會加劇副反應，氧化分解，產生氣體，並發生燃燒。 近年來，學術界、產業界均認為採用固態電池相對安全，取決於液態鋰離子電池能否繼承「江湖地位」。 「儲能的春天已經到來，儲能產業開始蓬勃發展，在各類儲能技術中，電池儲能最受關注，也是發展最快的儲能技術方向。

全固態鋰離子電池是一種理想的可規模化的化學電源。 」陳永毅，我國電器科學研究院教授。 專家認為，全固態鋰離子電池採用固態電解質取代傳統有機液態電解質，預計根本解決電池安全問題，是電動車、大規模儲能等理想的化學電源。

北京理工大學電動車整車國家工程實驗室主任、我國電工技術學會電動車專業委員會委員孫立清表示，固態鋰離子電池相較於傳統鋰離子電池的不同之處在於電解質呈固態，理論上具有優勢。 由於固態鋰離子電池採用的是鋰，鈉製成的玻璃化合物作為導電物質，取代了鋰離子電池的電解質，大大提升了鋰離子電池的能量密度。 採用固態電解質，可防止電池中的某些成分。

專家介紹，固態鋰離子電池的密度和結構可以讓更多的帶狀離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提高電池容量。 因此在同樣的電量下，固態電池體積會變得更小。 而且由於固態電池中沒有電解質，儲存將變得更加容易。

用於汽車等大型設備上時，不需額外的冷卻管、電子控制裝置等，不僅節省成本，還有效減輕重量。 發展還在路上，一些關鍵問題需要突破，將固態電解質引入鋰離子電池，突破目前有機電解質的存在，提高電池的能量密度、功率、溫度範圍，以及安全性。

與會專家認為，真正實現這些目標，仍需先解決現有電解質材料本身以及電極介面的問題。 我國上海矽酸鹽研究所副研究員齊俊介紹說，近年來，他們實驗室重點研發了採用固態電解質的鋰硫電池體系。 採用固態電解質改質金屬鋰後，可提高電池的循環穩定性。

他們也提出了雙電解質體系鋰硫電池概念，採用具有鋰離子導電性能的固體電解質LAGP體系，而少量的液體電解質體系鋰硫電池概念，採用具有鋰離子導電性能的固體電解質LAGP體系，而少量的液體電解質系統鋰硫電池概念，採用具有鋰離子導電性能的固體電解質LAGP體系，而少量的液體電解質則濕潤在正負極電解液中，測試結果可以看到首次放電倍率容量可以減少理論容量的80%以上，特別是在充放電效率方面，基本接近100%，完全擺脫了液態硫效應。 為了進一步解決電池的安全性問題，他們把這個界面凝膠化，確保電解質被聚合物改質後不會出現流動狀態，同時也能緩衝循環過程中的體積效應。 清華大學材料學院副教授李亮亮正在研發氧化物固態電解質及固態鋰離子電池原型，採用三維正極、固態電解質膜和石墨負載負極，電池能量密度高，而且安全性非常好，上千次循環後仍能保持81%。

合肥博奧國星能源科技有限公司負責人指出，目前開發的疊層式大容量固態聚合物鋰離子電池，結構比較簡單，節點較少，不用進行系統管理，而且組裝電池組時只需串聯，而不是並聯。

採用一些固態電解質，可以解決傳統液態電解質的漏液問題和燃燒問題，提高電池的安全性。 當然，固態電池發展仍在路上，還有一些關鍵問題仍有待突破。 專家表示，固態電池應考慮壽命、安全性等。

此外，還需要考慮體積效應、長期循環過程中的穩定性以及界面相容性等問題。