三元锂电池的自燃过程是如何发生的

在9月份传统汽车销量同比下滑的大环境下，新能源汽车行业却是另一番场景，根据乘联会统计数据，9月份国内新能源乘用车销量达到9.5万辆，同比增长68.6%，环比增长14.9%；1-9月累计总销量60.0万辆，同比增长98.5%。

在燃油与排放标准双双挤压下，新能源汽车销量迅速提升是大概率事件，但随之而来的却是安全隐患问题。8月末，一辆威马EX5试装车在威马汽车研究院发生起火自燃，虽然未造成重大事故，但显然给蓬勃发展的新能源汽车泼了一盆冷水。虽然威马解释说是由于试装车未完全拆解导致的电气元件短路引发火灾，但仍未打消公众对于威马汽车的安全疑虑。

此外，在今年上半年，一辆野马新能源汽车在充电的时候发生自燃，在烟雾报警器喷头喷水抑制以及消防及时赶到，才没有造成更严重的后果。据悉，进入2018年以来，国内大大小小电动车起火事故已经超过50起，处于关注焦点的新能源汽车频频自燃是为哪般？

补贴标准需要为电池安全背锅吗？

从2018年新能源补贴标准来看，补贴持续退坡下，对于新能源汽车的续航里程还提出了更高的要求，除此之外，新标对于电池能量密度和车辆能耗水平也提出了新的要求。电池系统能量密度必须达到140Wh／kg才可享受1．1倍补贴，而三元锂电池单体能量密度可以高达200Wh／kg左右。

而磷酸铁锂电池由于其在能量密度的研发上已经进入瓶颈，这也导致了电池密度相对较低的磷酸铁锂电池将开始逐渐退出了我们的视线，能力密度较高的三元锂电池成为了市场新能源汽车动力的最佳选择。

而纯电动汽车频频自燃，也有人提出，应该重回安全性较高的磷酸铁锂电池，放弃当下安全性相对较低的三元锂电池。自燃事件的频发是否因为采用了安全性相对较低的三元锂电池的缘故，我们先从技术方面解读下，三元锂电池的自燃过程是如何发生的。

作为纯电动汽车电池的核心，电芯的热失控过程大致如下：当电芯温度上升到一定程度时，负极表面的SEI膜因高温分解导致锂碳负极与电解液直接接触并发生氧化反应，而随着温度持续升高，位于正极表面的钝化膜分解正极发生析氧，并继续同电解液发生剧烈反应产生大量的热量并形成高内压，并引发一些列的放热反应。

所以，归根结底，电芯的安全问题应该是一个品控的问题，随着电池密度的持续走高，这对于电池的品控也提出了更高的要求，电池生产标准如果达不到规范，在使用中极易发生电芯的热失控，导致自燃事件的发生。

而在新车补贴标准到来后，部分企业为了尽快拿到补贴开始降低生产标准，同时，一些小厂并不具备相关的电池安全测试标准和电池安全测试能力，这也导致了生产的电池质量处于不可控状态。

电池密度提升也要符合技术发展规律

我们从工信部《汽车产业中长期发展规划》来看，对于电池密度提升已经给出了发展路线要求，到2020年新能源汽动力电池单体比能量达到300Wh/kg以上，力争实现350Wh/kg，系统比能量力争达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下。到2025年，新能源汽车占汽车产销20%以上，动力电池系统比能量达到350Wh/kg。

而能量密度不断提高，引发了三元锂的技术路线之争，在NCA三元锂电池以及NCM三元锂电池选择方向上，由于NCA技术壁垒较高，主要被日韩等国际电池企业所把持，因此，国内目前主要集中在NCM技术路线上，即镍钴锰路线。

随着镍元素含量的升高，三元正极材料的比容量逐渐升高，电芯的能量密度也会随之提高。此外，随着钴元素国际价格持续上涨以及续航里程的硬性需求等原因，电池密度达230Wh/kg和280Wh/kg的NCM622和NCM811电池成为了发展的必然趋势（后面的数字代表的就是三者的比例）。

因此，国内多个动力电池企业开始布局高镍NCM811型电池，基本已经实现技术突破，甚至少数企业已经实现量产，但高镍材料荷电状态下的热稳定性较差，在遇到高温、外力冲击等情况时，高镍电池会存在安全隐患。此外，充放电过程存在严重的产气也会导致电池鼓胀变形，也存在安全隐患。

在安全方面，部分车企也针对性的做出了电池管理系统，使用各种传感器时刻监控以及调整电芯温度，弥补了电池在安全性能方面的不足，但大规模的量产依然任重道远。

因此，虽然NCM811型电池虽然电池密度得到了有效的提高，但作为汽车产品中的关键部件，其技术短板仍然是商业化应用的一道门槛，面对电池密度迅速提高导致的安全问题，不少业内人士也指出，产业化目标不宜定位过高，补贴政策也要符合技术发展的规律。