雖然距工信部宣布暫停三元鋰電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄的決定已經(jīng)兩月，但是業(yè)界關(guān)于此決定的熱議仍在持續(xù)發(fā)酵。那么三元和磷酸鐵鋰電池安全性誰(shuí)更勝一籌？三元電池在客車(chē)被禁是否應(yīng)該？

三元燃燒似火藥，磷酸鐵鋰燃燒像煤

化學(xué)里面我們都學(xué)過(guò)，燃燒有三個(gè)基本要素：助燃物、可燃物、著火源。那么在鋰電池里面，不同正極材料一旦燃燒起來(lái)有什么不同呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，行業(yè)專(zhuān)家給出了如下的解釋?zhuān)?/p>

三元材料的燃燒特性比較像火藥。火藥之所以一點(diǎn)就燃，是因?yàn)榛鹚幚锖邢跛猁}成分，遇熱分解產(chǎn)生氧氣，向硫磺和碳提供燃燒要素。一旦開(kāi)始燃燒后，硝酸鹽連續(xù)釋放氧氣，于是火藥進(jìn)入熱失控狀態(tài)，釋放出威力巨大的能量。與之類(lèi)似的，三元材料熱穩(wěn)定性較差，在200℃左右的外界溫度下，就會(huì)分解并釋放出氧氣，與電池里的可燃的電解液、碳材料一起，一點(diǎn)就著。產(chǎn)生的熱量會(huì)進(jìn)一步加劇正極的分解，造成與火藥類(lèi)似的熱失控。三元鋰電池一旦著火，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。去年使用了三元電池的香港品牌巴士在幾十秒內(nèi)爆燃，并付之一炬就是典型的例子。

而磷酸鐵鋰的燃燒就像煤燃燒過(guò)程。煤的燃點(diǎn)高，而且燃燒需要消耗外部氧氣。它的燃燒過(guò)程是一個(gè)熱量傳遞、逐漸消耗空氣中的氧氣的過(guò)程。類(lèi)似的，磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性好，在700℃時(shí)才會(huì)發(fā)生分解，即使分解也不會(huì)釋放氧氣。所以磷酸鐵鋰電池的燃燒需要外部提供氧氣，一旦氧氣源被切斷，火就能熄滅。在極端的情況下，磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈，而且火勢(shì)擴(kuò)大也比較緩慢，起火也比較容易被撲滅。

三元系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是磷酸鐵鋰十倍以上

從以上分析不難看出，就材料層面來(lái)看，三元材料相對(duì)磷酸鐵鋰的安全性有本質(zhì)差別。要達(dá)到與磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)同等安全性，三元電池系統(tǒng)在整車(chē)、動(dòng)力電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池包、模組、電芯等不同層面的安全挑戰(zhàn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰。打個(gè)比方，我們?cè)谶\(yùn)輸煤炭的時(shí)候，一般是無(wú)需特殊防護(hù)。而運(yùn)輸火藥，則需要特別小心，由專(zhuān)門(mén)組織用特殊車(chē)輛進(jìn)行運(yùn)輸。

那怎樣才能消除三元材料的危險(xiǎn)性呢？業(yè)界翹楚特斯拉從2003年起就展開(kāi)了大膽嘗試，大約花了10年的時(shí)間，研發(fā)相應(yīng)的安全技術(shù)。目前頂配的ModelS使用了接近7000顆松下產(chǎn)三元鋰電池，對(duì)電池兩次分組，做串并聯(lián)。設(shè)置傳感器，感知每顆電池的工作狀態(tài)和溫度情況，由電池控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)過(guò)熱短路溫度差異等危險(xiǎn)情況。此外，特斯拉在碰撞防護(hù)上也可謂是做足了工夫，大量使用了高強(qiáng)度鋁合金、超高強(qiáng)鋼、防彈復(fù)合材料。

然而在這樣的嚴(yán)密防護(hù)下，特斯拉也沒(méi)有與事故無(wú)緣。從去年新聞報(bào)道的幾起特斯拉起火的事件來(lái)看，三元鋰電池遇穿刺會(huì)短路噴火，正是其層層盔甲下的軟肋。遇到極端情況或外力擊破了保護(hù)，特斯拉依然會(huì)起火，只是特斯拉的重重保護(hù)給了車(chē)主一定的逃生時(shí)間，因此沒(méi)有發(fā)生重大的傷亡事件。