“五一”期間，北京市朝陽(yáng)區(qū)蟹島度假村停車場(chǎng)發(fā)生電動(dòng)客車連環(huán)起火事件，燒毀新能源汽車89輛，按照一輛電動(dòng)客車上百萬(wàn)元價(jià)格估算此次火災(zāi)損失近億元。雖然事后，交警稱因柳絮堆積導(dǎo)致火災(zāi)，但人們對(duì)新能源汽車的電池安全依然存在深深的疑問(wèn)。

近年來(lái)，在我國(guó)決心大力發(fā)展新能源汽車的背景下，尤其是2014年之后，在包括國(guó)家和地方兩級(jí)高額“補(bǔ)貼”在內(nèi)的強(qiáng)有力的系列政策的推動(dòng)下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)不可擋。而隨著電動(dòng)汽車的商業(yè)化應(yīng)用數(shù)量新增，電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力鋰離子電池的自燃、起火爆炸事件時(shí)有發(fā)生，目前正是電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，任何一起電動(dòng)汽車安全事故不僅僅對(duì)當(dāng)事的制造公司造成重大影響，也是對(duì)整個(gè)行業(yè)的沉重打擊。動(dòng)力鋰離子電池是電動(dòng)汽車的核心零部件，電動(dòng)汽車起火或爆炸，人們第一個(gè)想到的往往是電池的問(wèn)題，那么現(xiàn)在電動(dòng)汽車的電池到底安全嗎？

電池機(jī)理分析鈦酸鋰材料安全性能更佳

從電池機(jī)理角度來(lái)分析，鋰離子電池的起火爆炸是由于鋰離子電池?zé)崾Э囟霈F(xiàn)的，根源重要是電極和電解液間在合適的條件下出現(xiàn)的劇烈的化學(xué)放熱反應(yīng)。目前商業(yè)化應(yīng)用于鋰離子動(dòng)力鋰離子電池的正極材料有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰和錳酸鋰等；負(fù)極材料重要有石墨或及其復(fù)合材料和鈦酸鋰等；電解液重要由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成，隔膜的重要成分是聚丙烯、聚乙烯或兩者的復(fù)合材料。

有關(guān)正極材料來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰發(fā)生熱分解所需的溫度最高，其分解所放出的熱量最少，是目前安全性最好的正極材料。負(fù)極材料中，石墨負(fù)極與電解液的反應(yīng)的溫度最低，最容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，放出的熱量最高，而鈦酸鋰負(fù)極發(fā)生分解反應(yīng)的溫度不僅高于石墨與電解液的反應(yīng)，而且放出的熱量遠(yuǎn)低于石墨反應(yīng)放出的熱量，因此鈦酸鋰材料的安全性遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極。

除此之外，動(dòng)力鋰離子電池在充放電循環(huán)中，電池組成物質(zhì)會(huì)發(fā)生一些物理和化學(xué)的變化而導(dǎo)致電池性能的衰退，這些變化將會(huì)在一定程度上影響電池的安全性。事實(shí)上，在電池出產(chǎn)后的實(shí)際使用中，電池的起火等事故時(shí)有發(fā)生。現(xiàn)有的有關(guān)未經(jīng)循環(huán)的新鮮電池的安全性研究成果并不能完全解釋事故的發(fā)生機(jī)理。不同材料、不同容量、不同設(shè)計(jì)電池循環(huán)過(guò)程中的電化學(xué)或耐濫用行為或許有所差異。根據(jù)所用負(fù)極材料的不同，目前市場(chǎng)上常見的動(dòng)力鋰離子電池分為兩大類，碳負(fù)極體系和鈦酸鋰負(fù)極體系電池。

由于碳負(fù)極嵌鋰后電位與金屬鋰的電位很接近，金屬鋰的沉積，一般發(fā)生在負(fù)極表面。鋰離子在遷移到負(fù)極表面時(shí)，部分鋰離子沒(méi)有進(jìn)入負(fù)極活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的化合物，而是獲得電子后沉積在負(fù)極表面成為金屬鋰，并逐步形成鋰枝晶。隨著循環(huán)次數(shù)的不斷新增，內(nèi)部極化加劇，鋰枝晶隨著鋰離子電池的循環(huán)不斷生長(zhǎng)，可能會(huì)穿透隔膜，引起正負(fù)極短路。電池在經(jīng)過(guò)近千次循環(huán)過(guò)后，由于電池材料結(jié)構(gòu)的變化（不停的膨脹收縮）及副反應(yīng)產(chǎn)物的堆積（析鋰），碳負(fù)極表面出現(xiàn)了很多凸起。這種變化不僅影響了電極結(jié)構(gòu)和活性，也會(huì)使隔膜受力變形，增大其受破壞的可能性。電池在短路、擠壓、過(guò)充實(shí)驗(yàn)中極易發(fā)生熱失控。

與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰材料被稱為“零應(yīng)變材料”，穩(wěn)定性高，具有更高的嵌鋰電位（1.55Vvs.Li+/Li），從根本上消除了金屬鋰枝晶的出現(xiàn)，降低了電池發(fā)生內(nèi)部短路的風(fēng)險(xiǎn)。鈦酸鋰與電解液之間的反應(yīng)活性較低，幾乎不生成SEI膜，因而具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性，其常溫循環(huán)壽命可達(dá)25000次以上。在很高的溫度下，鈦酸鋰能夠吸收正極分解所出現(xiàn)的氧氣，降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電池的安全性。以鈦酸鋰取代碳材料作為鋰離子電池的負(fù)極，為保障鋰離子電池的安全、提高電池的循環(huán)性能和使用壽命供應(yīng)了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

鈦酸鋰堅(jiān)定踐行電池安全使命

動(dòng)力鋰離子電池的安全性更多取決于材料自身與制造工藝，而鈦酸鋰離子電池具備的高安全性，有效地解決了安全隱患有關(guān)新能源電池推廣應(yīng)用帶來(lái)的困擾。鈦酸鋰離子電池在最重要的安全性方面，有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。遵循新國(guó)標(biāo)，鈦酸鋰離子電池經(jīng)過(guò)針刺、電鉆、切割等“殘酷”的實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有發(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象，經(jīng)受住了安全性檢測(cè)的考驗(yàn)。鈦酸鋰離子電池技術(shù)市場(chǎng)接受度不斷提升，目前已經(jīng)與三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池一起在動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)形成三足鼎立的局面。

鈦酸鋰離子電池是鋰電中壽命最長(zhǎng)、安全度最高的電池。鈦酸鋰離子電池的循環(huán)壽命長(zhǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)次以上的充放電循環(huán)，高于普通鋰離子電池。而且鈦酸鋰快速充電性能非常好，其充電倍率不但達(dá)到與磷酸鐵鋰和三元相當(dāng)?shù)?C，還能實(shí)現(xiàn)電化學(xué)超級(jí)電容器10C的倍率充電。這從另一方面證明鈦酸鋰的用途其實(shí)非常廣泛。

目前鈦酸鋰離子電池國(guó)內(nèi)市場(chǎng)技術(shù)比較成熟，在電動(dòng)汽車應(yīng)用方面重要用于公交車和擺渡車等領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鈦酸鋰材料比較早的有銀隆、微宏等，國(guó)外的東芝在2007年就有了基于鈦酸鋰負(fù)極的鋰離子電池問(wèn)世。其中，以銀隆為代表的鈦酸鋰離子電池目前已經(jīng)攻克了業(yè)內(nèi)公認(rèn)的“五大問(wèn)題”，實(shí)現(xiàn)6分鐘快速充電、耐寬溫（-50℃—+60℃）、30年循環(huán)使用壽命、不起火不爆炸高安全性、高效率等優(yōu)良特性。但是鈦酸鋰離子電池能量密度低是其最大的缺點(diǎn)，當(dāng)前，鈦酸鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池的能量密度差距也正在不斷縮小。據(jù)悉，銀隆第四代高能量密度鈦酸鋰離子電池，與第三代相比成本下降40%，能量密度提高60%。銀隆研發(fā)的鈦氫技術(shù)，也將有效解決電池能量密度的問(wèn)題，并通過(guò)鈦酸鋰離子電池和燃料動(dòng)力鋰電池的兩者結(jié)合，成功解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程的難題。

未來(lái)，電動(dòng)汽車將是國(guó)家踐行“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的發(fā)展趨勢(shì)，也是行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，給運(yùn)營(yíng)公司更多保障能新增客戶對(duì)電動(dòng)汽車的信心，也更能促進(jìn)我國(guó)新能源汽車的發(fā)展。從最近的電動(dòng)汽車安全事故中我們應(yīng)該警醒，解決電池的安全性問(wèn)題是首要，能量密度的大幅度提升步伐可適當(dāng)放緩，電池的可靠性和耐用性應(yīng)該放在更重要的位置予以關(guān)注。高能量意味高風(fēng)險(xiǎn)，動(dòng)力鋰離子電池安全高于一切。