短路、起火事故頻發，動力電池何時更安全？歐陽明高：技術將在2030年迎來全方位變革

每經記者｜董天意    每經實習記者｜苗詩雨    每經編輯｜孫磊

“電池的安全問題，從科學的角度來看是電池熱失控的過程。這一代鋰離子電池在動力方面應用是在2000年左右，預計2030年會有一次全方位的革新。”清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高在日前舉行的新能源科學與交通電動化國際論壇上告訴《每日經濟新聞》記者。

近年來，隨著動力電池應用場景的豐富，有關動力電池短路、起火等消息也逐漸傳出。例如年內1月份，動力電池回收龍頭格林美發布公告，稱下屬子公司生產鈷產品的輔助工序錳銅綜合回收提純車間失火。而海外電池儲能項目起火的新聞更是常見。

歐陽明高也坦言，動力電池從2000年開始，第一個十年主要是解決動力化的安全問題。“因為鋰離子電池用于動力，第一個問題就是安全，而安全問題現在還在繼續解決。”歐陽明高說。

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歐陽明高告訴記者，電池的熱失控是由各種誘因過充過放等導致電池內部溫度上升，超過正常電化學反應過程，出現放熱的副反應。“副反應會加速電池溫度上升，當達到臨界點每秒鐘上升1000攝氏度，熱失控發生。熱失控發生之后，會在整個電池系統中蔓延，蔓延就像我們點燃了鞭炮一樣，導致最后的事故。”歐陽明高說。

據了解，電池安全技術體系包括三方面。首先是主動安全應對各種誘因，開發產品為智能電池；其次安全主要是提高電池本身材料的熱穩定性，防止熱失控的發生，并打造全固態電池；最后是被動安全與安全電池，包括蔓延過程、防控設計和系統開發。

實際上，當下動力電池的安全技術也在不斷迭代升級。年內3月份，埃安舉行了彈匣電池2.0槍擊試驗發布會，全球首次實現電池整包槍擊不起火，首次解決了多電芯瞬時短路、爆裂性破壞等極端環境下的電池安全難題；4月份，寧德時代發布凝聚態電池技術，單體能量密度高達500Wh/kg，并且兼具高能量密度和高安全的特性。

隨著電池安全系數提升，歐陽明高判斷：“智能安全電池在2025年左右會實現產業化，全固態電池則預計在2027年到2030年之間形成規模產業化。”

需要關注的是，在目前鋰電池蓬勃發展的背景下，包括氫燃料電池在內的多種電化學系統應用場景也逐漸增多。根據中國汽車工業協會公布的數據，2023年上半年，氫燃料電池商用車的銷量達2085輛，同比增長了102%，是新能源商用車整體增速的兩倍。

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其中，氫燃料電池方面，億華通、天能股份、美錦能源等多公司逐步完善氫能“制、儲、運”產業鏈；寶馬、豐田、啟辰等車企也陸續推出氫燃料電池汽車產品。而在目前清潔低碳的發展思路之下，氫燃料電池被市場認為是電化學系統的重要發展方向之一。

億華通科技股份有限公司研發總監方川向記者表示，氫能是實現碳中和的主力軍，氫儲能在長周期儲能場景中具有不可替代性，目前產業生態鏈基本形成。

中國石化股份公司總工程師、中國科學院院士謝在庫則認為，氫是能源的載體，是推進能源轉型的重要著力點。建立“制儲運用”穩定的綠氫系統是實現“雙碳”目標的關鍵。“所以要大力發展氫經濟、氫產業。氫能科技，特別是規?；苽渌拇箨P鍵科技是基礎、是重要的。”謝在庫說。

“21世紀重要的終端能源有三點‘電、氫、熱’，電（占比在）60%到70%，氫（占比在）20%左右。”深圳大學教授、中國工程院院士謝和平判斷，“氫既可以是二次能源、又可以是交換能源、又可以作為燃料，但是最終也必須是綠電，氫更應該是綠氫，煤制氫、天然氣制氫、灰氫、藍氫最終都要變成綠氫，純凈水制氫肯定是綠氫，純凈水全球來說總體是短缺的，海水制氫是必然趨勢。”