近些年，隨著新能源汽車的逐漸普及，其銷量大有趕超燃油車的趨勢。然而在消費者購買新能源汽車時，首當其沖需要考慮的便是安全問題。而一則則爆出的新能源汽車自燃、碰撞后起火的新聞無一不觸動著消費者們的神經，使得很多觀望的用戶遲遲難以做決定。
一般而言，電動汽車起火自燃往往是其內部的鋰離子電池組自燃所導致的。那么在新能源汽車技術高速發展的今天，到底是否還存在電池安全問題的隱患，為了保障車輛的電池安全，生產廠商們又做了哪些努力呢？
易失控的鋰離子電池
鋰離子電池對于大眾而言并不陌生，2019年，諾貝爾化學獎授予了三位對鋰離子電池發明和發展具有杰出貢獻的科學家與工程師。
一般來說，一塊鋰離子電池的內部大概分為三層，負極-電解液-正極，電流從正極流向負極。為了產生電流，需要將鋰離子電池中的鋰原子與電子分開，通過迫使電子的移動從而產生電流。具體來說，鋰離子電池中有兩條通路，一條是分隔開正負兩極的聚丙烯、聚乙烯的多孔隔膜，這類多孔隔膜類似口罩中的熔噴層，可以透過鋰離子，但會阻隔電子。而另一條路則是給電子通過，用以產生電流。
當我們給一塊電量為0的鋰離子電池充電時，氧化鋰會變成鋰離子和電子，由于電子不能通過電解液，只能通過外電路流向負極，而鋰離子可以從電解液中穿過，并儲存在負極的石墨里，當所有的鋰都跑到負極，電池就充電完畢。相反，如果將充電的電源換成負載，電子便會通過外電路流向正極，與重新穿過電解液的鋰離子在正極匯合，變成鋰氧化物，放電結束。
說到這里，感覺鋰離子電池的充放電過程非常正常，貌似沒有會出問題的地方。其實不然，問題就出在電池的電解液之中。由于鋰是最活潑的金屬之一，這要求鋰離子電池內部不能使用水作為電解質溶劑，那么電池內部鋰離子的運輸，只能依賴醚類、酯類等有機溶劑。這類電解液容易在高溫下蒸發，與氧氣形成化學反應，導致燃燒或電池短路。雖然科學家們在正負極之間插入了一層微孔膜，只允許鋰離子通過，比電解液更耐高溫。但如果溫度升高到某種程度或是電池遭受劇烈撞擊，隔膜也會產生破裂，從而導致電池短路，發生燃燒。
熱失控與電失控
講完了鋰離子電池的構造原理，與可能發生電池短路的原因，我們可以發現，可以將鋰離子電池的意外失控分為兩類，熱失控和電失控。
所謂熱失控，是指電池內部溫度持續升高。造成熱失控的原因很多，主要是由于電池內部短路。短路電流會產生大量的熱量，使得有機電解液分解-電池鼓包-最終電池破裂-自燃-爆炸。幾年前報道出來的三星Note 7手機的幾起事故，就是由于電池內部金屬毛刺或隔膜破裂，進而引發短路而造成的。
在非撞擊的情況下，電池內部結構或材料的缺陷也可能會導致熱失控。例如正極、負極的金屬極片可能存在一些切割、加工所造成的鋒利凸起，會劃傷脆弱的隔膜，從而導致電池持續性內短路，最終引發電池熱失控；亦或者如果電池材料有雜質，造成鋰離子沉積在電極材料表面，就會產生尖銳的鋰枝晶，刺破隔膜而熱失控。而各類電動汽車受到撞擊之后，如果電池被穿刺，也會造成電池內部短路從而失火爆炸。
如果說熱失控是電池內部缺陷或外界意外導致的，而電失控往往來自于人為因素。在電池充電時，如果電池已經被完全充電，但電路控制系統并沒有結束充電過程，或者放緩充電速度，將會使得電池過度充電，產生電失控。
一種情況是已經沒有鋰離子可以繼續遷移到負極從而沉積，那么電池內部的有機電解液將在電極上分解，從而產生大量氣體，導致電池鼓包、爆炸。另一種是過度充電。當電池充滿時，還有自由鋰離子可以遷移至負極，而負極的石墨已經被填滿，此時鋰離子只能沉積在石墨外側析出鋰金屬單質。鋰金屬單質將會產生枝晶，從而刺穿隔膜，引發熱失控，最終導致電池自燃、爆炸。
電池安全，廠商們各顯神通
分析完了新能源汽車電池可能出現問題的原因，那么目前的技術能夠保障車輛安全嗎？主流大廠們又是如何處理電池熱失控問題的呢？事實上，廠商們的努力大體可以分為兩個方面：主動安全技術和被動安全技術。
主動安全技術，是指動力電池本身的質量要過硬，電芯設計和冷卻系統沒有缺陷，電池的排布合理等等。例如當汽車電池進行放電時，由于溫度提升非常快，需要采用主動的冷卻降溫技術。上汽通用的做法便是給電池包加裝液冷系統，從而對整塊電池包散熱。同時也在電芯之間設置了專門的隔熱墻，從而降低電芯間的熱量傳遞。
除此之外，部分研發實力較強的大廠會獨創性地發明新型技術，來主動保障電池自身的安全，這其中比亞迪的刀片電池必然是不可忽視的存在。作為一種新型的動力電池結構，它將單體電池壓縮到極致，提高了空間利用率和安全性。刀片電池可以有效防止短路、過熱、穿刺等故障，即使在極端情況下也不會發生爆炸。無論哪種，這樣將電池內部可能出現的漏洞都考慮到并對癥下藥，從而保障電池本身的質量安全，便是主動安全技術所需考慮的部分。
與之對應的，被動安全技術便是將動力電池的外部做層層加固，從而保障電池安全。例如吉利發布的“神盾電池安全系統“，是一套基于電池，同時融合了架構、整車、智控、云端安全的“無盲區”安全防護系統。
而沃爾沃則是在電池系統的感應器之間都采用了可靠的硬線連接，能夠抵御電磁干擾，避免信號丟失，從而降低熱失控的風險。長城汽車自主研發的大禹電池技術，則在電池結構上進行創新，可以讓電池包抗住最高1037°C高溫不失控，保障電池正常使用周期內不起火、不爆炸，為新能源用車提供更高的安全保障。
總結
作為鋰電池的消費大戶，新能源汽車的電池安全問題已然成為消費者買車時最為看重的因素，而之前屢屢發生的純電車自燃、碰撞后起火的新聞更是加重了用戶的擔心。作為新能源汽車最為昂貴且最難維修的部分，電池技術必然傾注了主機廠以及動力電池供應商的所有研發心血。相信通過對于電池安全技術的重視，新能源汽車定會更加穩定，讓消費者更加放心地去購買使用。
