李樹軍：電芯技術保證安全還需不斷完善

2015年動力電池行業的繁榮可能很快就會面臨嚴峻的挑戰：安全、衰減、產能過剩和衰退。隨著產能的集中釋放，這四大危機會在2016年爆發嗎？振華新能源總經理李樹軍就此發表了主旨演講。

振華新能源總經理李樹軍

每個制造電池的人都知道，鋰電池在化學系統中本質上是不安全的。如果你想安全，你可以使用鉛酸，但你必須承受它的污染。從鋰電池誕生的那一天起，優點是可以看到的，缺點是不安全的，其次是成本高，但可以通過工業化降低成本。在這種情況下，無論如何使用，都不要說這個電池是好的。這是不可能的。這是一種鉛酸電池，無論如何使用都很好。

以一輛汽車為例。每個人都熟悉汽車。新車出廠時，他們必須進行碰撞實驗，但不能在每輛車上都進行實驗。經過碰撞實驗后，這輛車將來再次碰撞時會沒事嗎？答案是不可能的。當碰撞實驗通過時，它表明你的設計是合理的，可以承受一些標準或極端的測試，并且可以提供一些保護，但不能說它一定是安全的。可能有一些泄漏。例如，輪胎有缺陷等，這些缺陷在使用過程中暴露出來。此外，所有部件都很好。你跑了8萬公里和10萬公里。雖然廠家提醒你該換輪胎了，但你就是不換，跑到12萬公里的時候可能會著火。你認為誰的錯？因此，沒有絕對的安全聲明，電池缺陷和壽命結束時的安全風險無法完全消除。

如果你想由乘客自己控制電池安全，那么這絕對是一個不可靠的話題。在這種情況下，汽車公司的存在毫無意義。與動力電池的安全性相比，方形磷酸亞鐵鋰（大單體）是第一種，不容易出現問題，質量能量密度低，體積能量密度低。當單體失效時，熱量釋放很低。單體不一定會劇烈燃燒，也不會因正極分解而引起爆炸。在許多情況下，它只顯示熱量。在模塊中，即使單體靠得很近，發生故障的單體也不太可能點燃相鄰的單體，因此模塊非常安全，因此目前磷酸亞鐵鋰的安全事故很少。

如果磷酸亞鐵鋰為了提高巡航范圍而改為方形三元材料，其質量、能量密度和體積能量密度相對較高（200WH/kg）。如果沒有特殊的保護措施，熱量會迅速釋放，單體往往會劇烈燃燒，陽極可能會分解并引發爆炸。在模塊中，如果單體在沒有特殊保護的情況下簡單地彼此相鄰，則失效的單體將點燃相鄰的單體，導致模塊的燃料或爆炸。

圓柱體18650（三元材料，小單體），其質量能量密度和體積能量密度相對較高，單體失效，放熱小，單體經常劇烈燃燒，但由于其總能量小，加熱半徑小，易于控制。模塊設計可以考慮定向泄壓、并聯電路熔斷、改變相鄰單體之間的物理間隔、阻斷單體失效的傳播線路、確保模塊的安全并控制進一步的燃燒/爆炸。特斯拉現在正在這么做。

通過DARPA，從鋰電池的評估來看，小單體的隔離方案在邏輯上也影響了特斯拉早期創業者的電池選擇。高能量密度材料的使用面臨著鞭炮或手榴彈的選擇。

鋰電池的化學系統是不可靠的，因為電池材料的能量密度和易燃性很高，而且電池芯的安全性無法保證，因為不可能完全屏蔽制造缺陷和老化。老化的電池最終會有一部分性能失效。此時，最低級別實際上是第三級別，即模塊安全性要可靠，故障隔離和安全保護是關鍵。磷酸亞鐵鋰+大分子單體易于實現模塊級的安全控制，并且……

作為低能量密度的優點。三元材料+大單體是最難實現的，三元材料＋小單體更容易實現模塊級的安全控制，但使用小單體會讓你付出代價。

李樹軍說：“我們要做的是在現有化學系統下不斷提高電池的安全性，整合模塊級的安全控制設計，開發下一代本質安全的化學系統。”2015年動力電池行業的繁榮可能很快就會面臨嚴峻的挑戰：安全性、衰減性、產能過剩和撤退。隨著產能的集中釋放，這四大危機會在2016年爆發嗎？振華新能源總經理李樹軍就此發表了主旨演講。

振華新能源總經理李樹軍

每個制造電池的人都知道，鋰電池在化學系統中本質上是不安全的。如果你想安全，你可以使用鉛酸，但你必須承受它的污染。從鋰電池誕生的那一天起，優點是可以看到的，缺點是不安全的，其次是成本高，但可以通過工業化降低成本。在這種情況下，無論如何使用，都不要說這個電池是好的。這是不可能的。這是一種鉛酸電池，無論如何使用都很好。

以一輛汽車為例。每個人都熟悉汽車。新車出廠時，他們必須進行碰撞實驗，但不能在每輛車上都進行實驗。經過碰撞實驗后，這輛車將來再次碰撞時會沒事嗎？答案是不可能的。當碰撞實驗通過時，它表明你的設計是合理的，可以承受一些標準或極端的測試，并且可以提供一些保護，但不能說它一定是安全的。可能有一些泄漏。例如，輪胎有缺陷等，這些缺陷在使用過程中暴露出來。此外，所有部件都很好。你跑了8萬公里和10萬公里。雖然廠家提醒你該換輪胎了，但你就是不換，跑到12萬公里的時候可能會著火。你認為誰的錯？因此，沒有絕對的安全聲明，電池缺陷和壽命結束時的安全風險無法完全消除。

如果你想由乘客自己控制電池安全，那么這絕對是一個不可靠的話題。在這種情況下，汽車公司的存在毫無意義。與動力電池的安全性相比，方形磷酸亞鐵鋰（大單體）是第一種，不容易出現問題，質量能量密度低，體積能量密度低。當單體失效時，熱量釋放很低。單體不一定會劇烈燃燒，也不會因正極分解而引起爆炸。在許多情況下，它只顯示熱量。在模塊中，即使單體靠得很近，發生故障的單體也不太可能點燃相鄰的單體，因此模塊非常安全，因此目前磷酸亞鐵鋰的安全事故很少。

如果磷酸亞鐵鋰為了提高巡航范圍而改為方形三元材料，其質量、能量密度和體積能量密度相對較高（200WH/kg）。如果沒有特殊的保護措施，熱量會迅速釋放，單體往往會劇烈燃燒，陽極可能會分解并引發爆炸。在模塊中，如果單體在沒有特殊保護的情況下簡單地彼此相鄰，則失效的單體將點燃相鄰的單體，導致模塊的燃料或爆炸。

圓柱體18650（三元材料，小單體），其質量能量密度和體積能量密度相對較高，單體失效，放熱小，單體經常劇烈燃燒，但由于其總能量小，加熱半徑小，易于控制。模塊設計可以考慮定向泄壓、并聯電路熔斷、改變相鄰單體之間的物理間隔、阻斷單體失效的傳播線路、確保模塊的安全并控制進一步的燃燒/爆炸。特斯拉現在正在這么做。

通過DARPA，從鋰電池的評估來看，小單體的隔離方案在邏輯上也影響了特斯拉早期創業者的電池選擇。高能量密度材料的使用面臨著鞭炮或手榴彈的選擇。

鋰電池的化學系統由于電池板的高能量密度和易燃性而不可靠……

材料和電池的安全性無法得到保證，因為不可能完全屏蔽制造缺陷和老化。老化的電池最終會有一部分性能失效。此時，最低級別實際上是第三級別，即模塊安全性要可靠，故障隔離和安全保護是關鍵。磷酸亞鐵鋰+大分子單體易于實現模塊級的安全控制，具有能量密度低的優點。三元材料+大單體是最難實現的，三元材料＋小單體更容易實現模塊級的安全控制，但使用小單體會讓你付出代價。

李樹軍說：“我們要做的是在現有化學系統下不斷提高電池的安全性，整合模塊層面的安全控制設計，開發下一代本質安全化學系統。”

標簽：特斯拉炮

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