電動車汽車使用固態锂電池還會發生燃燒事故嗎？

TIME: 2022-01-22 新聞資訊

傳統的锂電池使用的電解液是液態的，被科學家們喻爲“搖椅式電池”，搖椅兩端爲電池的正負兩極，其中的锂離子如同優秀的運動員在正負兩極間來回奔跑，在運動過程中即完成電池的充放電過程。

然而，這種看似有趣的結構卻存在隱患。據不完全統計，今年上半年電動汽車發生過10起燃燒事故。某消防單位對此總結，新能源汽車發生燃燒最爲常見的場景表現爲充電過程中的燃燒，此外，電池在行駛或停駛過程中也會産生燃燒。

不久前，在北京召開的第二屆儲能電池技術發展方向研討會上，與會專家就目前電池存在的問題進行了深入討論，認爲固態電池是相對更加理想的選擇。

安全性更高，可继承液态锂電池“江湖地位”

液态锂電池为何会频发爆炸，有专家分析，原因在于传统锂電池在大电流下工作有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路破坏；电解液为有机液体，在高温下会加剧发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向。

而近年来，学术界、产业界认为采用固态电池在安全性上相对有所保障，视其可以继承液态锂電池的“江湖地位”。

“儲能的春天已經到來，儲能行業開始萌芽開花，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。全固態锂離子電池是規模化儲能理想的化學電源。”中國科學院電工研究所儲能技術研究組陳永翀教授表示。

專家認爲，全固態锂離子電池采用固態電解質替代傳統有機液態電解液，有望從根本上解決電池安全性問題，是電動汽車和規模化儲能的理想化學電源。

北京理工大学电动车辆国家工程实验室、中国电工技术学会电动车辆专业委员会委员孙立清曾表示，相较于传统锂電池，固态锂電池的差异在于电解质固态化，理论上存在一定的优势。

由于固态锂電池采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂電池的电解液，大大提升了锂電池的能量密度。采用固态电解质，可以阻止电池中的一些成分燃烧。

与会专家介绍，固态锂電池的密度及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，在同样的电量下，固态电池体积将变得更小。而且，由于固态电池中没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

開發還在路上，一些關鍵問題有待突破

将固态电解质引入锂電池，是为了突破目前有机电解液存在的种种限制，提升电池的能量密度、功率、温度范围和安全性。与会专家提出，真正实现这些目标，仍需首先解决现有电解质材料本身以及与电极界面存在的问题。

中國科學院上海矽酸鹽研究所副研究員靳俊介紹說，近幾年他們實驗室主要開發采用固態電解質的锂硫電池體系。用固態電解質修飾金屬锂後，可以提高電池的循環穩定性。他們還提出一個雙電解質體系锂硫電池概念，采用具有锂離子導電特性LAGP體系的固體電解質，在正負極間采用少量液態電解液進行界面潤濕，測試結果可以看到，首次放電比容量能夠達到理論容量80％以上，尤其在充放電效率方面，基本上接近100％，完全沒有液態锂硫電池中存在的穿梭效應問題。爲了進一步解決電池的安全問題，他們把這個界面凝膠化，以保證裏面沒有流動態的電解液，通過聚合物進行修飾，還可以緩沖循環過程中的體積效應。

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