钜大LARGE | 点击量：523次 | 2023年11月06日
近期电动汽车召回引发大众对软包锂电池安全担忧 导致电池发生安全故障的原因有什么？
日前，国家市场监督管理总局连发四份公告，召回近150万辆汽车，涉及长城、五菱、奇瑞等品牌。其中奇瑞和长城召回的均为电动车车型，且安全隐患涉及动力电池。虽然宁德时代火速撇清关系，依旧没有逃脱股价下跌的厄运。之后，两家动力电池供应商浮出水面，也将软包电池的安全问题和现阶段市场状况拉进大众视野。
召回车辆电池均为软包电池
7月16日，奇瑞艾瑞泽5e与长城汽车欧拉IQ电动汽车相继发布召回公告，涉及召回1.7万余辆缺陷车辆。据悉，长城汽车欧拉IQ的电池供应商为孚能科技，奇瑞艾瑞泽5e的电池供应商为捷威动力。吉林大学青岛汽车研究院副院长顾国洪告诉记者，“这两家动力电池供应商主要的产品为软包电池，说明软包电池的问题挺大。”
公开资料显示，捷威动力现有软包动力电池产能已超过3GWh，客户包括长安、奇瑞、东风等国内新能源乘用车企业。作为动力电池装机TOP10中为数不多做三元软包电池的厂商，孚能科技作为“软包电池第一股”，已于去年登陆科创板。
新能源汽车独立研究者曹广平在接受《中国汽车报》记者采访时表示，软包电池的优点是能量密度较高、形状可以定制、能更加灵活地适合不同电池包包络的开发；缺点则在于电芯内部容易形成局部热点，在频繁大电流快充的情况下，各电芯的一致性稍差，此外还包括工艺稍复杂，封口工艺难，成品率稍低等劣势。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
记者了解到，软包电池采用铝塑膜作为封装外壳，而圆柱和方形电池外壳主要采用金属材料。顾国洪告诉记者，软包电池的问题，是由软包电池本身的结构所决定。除了软包鼓包问题难解决外，动力电池pack后一旦有单一电芯热失控，很难控制不蔓延到其他电芯。
软包电池市场份额有待提升安全和成本成为主要疑虑所在
数据显示，2020年中国新能源汽车市场动力电池装机量约为64GWh，其中方形、圆柱和软包电池装机量分别为50.88GWh、9.20GWh和3.93GWh，对应市场份额分别为79.5%、14.4%和6.1%。由此来看，国内动力电池装机主要以方形电池为主，软包电池市场份额还不足10%。
不过，对于软包电池来讲，车企对其的青睐出现了内冷外热的情况。根据华安证券的研究报告，2020年欧洲热销Top20中有15款均选用软包技术线路，其全球的认可度和使用率还将继续提升。曹广平表示，软包电池的普遍性缺点与具体电池企业的工艺及质量控制水平是两个层面的问题。电池安全性是一个系统工程，包装形式仅仅是一个方面，电极以及电解层的材料体系和特点对电池本质安全有更大的决定作用。
记者了解到，孚能科技今年上半年累计装机量为0.78GWh，国内装机占比1.5%，位于第8。作为软包电池的龙头企业，孚能科技早在今年3月份就因北汽新能源召回事件而陷入漩涡。此次再次卷入进来，外界对此议论颇多。截至7月19日收盘，孚能科技在卷入长城汽车“召回”风波后，股价大跌4.54%至34.1元，总市值为365.1亿元。
中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教在接受《中国汽车报》记者采访时表示，2018年以来，在国内动力电池领域，软包电池份额的确呈现下行趋势，一是安全方面的担忧，二是铝塑膜国产化程度低带来的成本压力。
据悉，由于软包路线和国内主流路线有所差异，部分原材料、生产设备的采购渠道仍较为单一，主要包括铝塑膜、锂电池生产设备、少量辅材等。而国内企业生产的铝塑膜仅占总需求量的7%，绝大部分依赖进口。
锂离子电池的危险性
锂离子电池从其自身的化学特性和体系组成上，决定了其是一种具有潜在危险的化学电源。
对于电动汽车起火现象，北京理工大学熊瑞教授表示，从2019年的数据来看，有41%的自燃现象都是在停车过程中发生的。有4大故障原因会导致电池热失控，包括内部短路、外部短路、过充和过放。根据研究数据，有56%的事故是因为电池的内部短路而导致的，有16%是由外部短路导致的，18%是由过充导致的，从已经通报的事故中，没有事故是因为过放导致的。
对于热失控，中国汽车技术研究中心有限公司动力电池首席专家王芳认为，在目前的技术条件下，单体电池热失控是不可避免的。所以在电池安全防护方面，要有及时的监控，就是热失控监控的信号。王芳表示，我们当然希望电池不会失控，也不会有整体的扩散。但是如果一旦扩散，留给人们逃生的时间不超过10秒。
在现有的条件情况下，既然热失控不可避免发生，我们就迫切需求一种材料能拖延热失控带来的连锁效应。
锂离子电池产品安全问题原因分析
锂离子电池产品经过30年的产业化发展，安全技术取得了长足的进步，有效地控制了电池内副反应的发生，保证了电池的安全性。但是，随着锂离子电池的使用越来越广泛，能量密度越来越高，近年来还是屡屡发生安全伤人或因安全隐患召回产品等事件。我们总结造成锂离子电池产品安全问题的原因主要有以下几点：
1、电芯材料问题
电芯所用的材料包括：正极活性物质、负极活性物质、隔膜、电解质和外壳等，材料的选用和所组成体系的匹配决定着电芯的安全性能。在选用正、负极活性材料和隔膜材料时，厂家没有对原材料特性和匹配性进行一定的考核，造成了电芯安全性的先天不足。
2、生产工艺问题
电芯原材料检测不严，生产环境差，导致生产中混入杂质，不仅对电池的容量有较大的不利，对电池的安全性也有很大的影响；另外，电解液中如果混入了过多的水分，可能就会发生副反应而增大电池内压，对安全造成影响；由于生产工艺水平的限制，在电芯的生产过程中，产品无法达到良好的一致性，比如电极基体平整度差、电极活性材料出现脱落、活性材料中混入其它杂质、极耳焊接不牢、焊接温度不稳定、极片边缘有毛刺以及关键部位无使用绝缘胶带等问题，都可能会对电芯的安全性带来不利的影响。
3、电芯设计缺陷，安全性能降低
在结构设计上，许多对安全有影响的关键点没有被厂家重视，如关键部位没有绝缘胶带，隔膜设计没有留有余量或余量不足，正负极容量比设计不合理，正负极活性物质面积比设计不合理，极耳长度设计不合理等，这些都可能对电池的安全性埋下隐患。另外在电芯的生产过程中，一些电芯生产厂家为了节省成本和提高性能，尽量节省和压缩原材料，如减少隔膜面积、减薄铜箔、铝箔以及不使用泄压阀、不使用绝缘胶带等，这些都会降低电池的安全性。
4、能量密度过高
目前市场上都在追求更高容量的电池产品，厂家为了增加产品竞争力，不断提高锂离子电池的体积比能量，这在很大程度上增加了电池的危险性。
如何防范热失控扩展？
首先，需要防止火焰的发生。可以通过阀体喷射方向的设计，来引导火焰的生成方向；也可以加入灭火剂来进行灭火。当然，动力电池系统通过了安全性测试标准，火焰发生的概率已经得到降低；同时，动力电池系统密封性良好使电池系统内部氧气含量不足，也不利于火焰的生成与发展。其次，要考虑高温气体扩散对电池系统其他部件的影响。部分电池已经具有能够及时排出高温气体的系统。
同时，要适当阻隔电池之间的传热路径，如在单体电池之间设置隔热层。需要注意的是，在热管理中，电池壳体间可能预留有空气空隙以供风冷，并将相邻电池隔开。但是在热失控扩展过程中，热失控电池膨胀，空气空隙将因为电池的膨胀而消失。此时，电池与电池之间的传热仍然是快速导热，用单纯预留空气空隙的方法防范热失控扩展是行不通的。
另外，可以通过在单体热失控触发之后，增强电池系统内部的散热；将故障电池周围的电池进行放电；在电池之间填充相变材料吸收热量等方法来抑制热失控的扩展。中国汽车报，翼思维物联科技
