电动汽车燃烧事故频发？固态锂电池或可避免

科学家称传统的液态锂电池为“摇椅电池”。摇椅的两端是电池的正极和负极，中间是电解液(液体)。其中的锂离子就像优秀的运动员在正负两极之间来回奔跑，在运动过程中完成电池的充放电过程。

然而，这个看似有趣的结构却隐藏着危险。据不完全统计，今年上半年电动汽车发生了10起燃烧事故。消防部门得出结论，新能源汽车最常见的燃烧场景是充电时燃烧。此外，电池在驾驶或停车时也会燃烧。

不久前，在北京召开的第二届储能电池技术发展方向研讨会上，与会专家就当前电池存在的问题进行了深入的讨论，认为固态电池是一个比较理想的选择。

更安全，可以继承液态锂电池的“江湖地位”。

专家分析了液态锂电池频繁爆炸的原因。原因是传统锂电池在高电流下工作时可能会有锂枝晶，从而刺穿隔膜并造成短路损坏。电解质是一种有机液体，在高温下会加剧副反应、氧化分解、气体生成和燃烧的趋势。

然而，近年来，学术界和工业界认为，固态电池的使用在安全性方面相对安全，这取决于它是否能继承液态锂电池的“江湖地位”。

“储能的春天已经到来，储能行业已经开始萌芽和开花。在各种储能技术中，电池储能是最受关注和发展最快的储能技术方向。所有固态锂离子电池都是大规模储能的理想化学电源。”中国科学院电气工程研究所储能技术研究组陈永义教授说。

专家认为，用固体电解质代替传统有机液体电解质的全固体锂离子电池有望从根本上解决电池安全问题，是电动汽车和大规模储能的理想化学电源。

北京科技大学电动汽车国家工程实验室和中国电工学会电动汽车专业委员会委员孙曾表示，与传统锂电池相比，固体锂电池的区别在于固体电解质，这在理论上具有一定的优势。

由于锂和钠制成的玻璃化合物用作固体锂电池的导电物质，代替了以前锂电池的电解液，锂电池的能量密度大大提高。使用固体电解质可以防止电池中的某些部件燃烧。

与会专家表示，固态锂电池的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端并传导更多电流，从而增加电池容量。因此，在电量相同的情况下，固态电池的体积会变小。此外，由于固态电池中没有电解质，密封起来会变得更容易。当它用于大型设备如汽车时，不需要增加额外的冷却管、电子控制器等。，不仅节约成本，还能有效减轻重量。

发展仍在进行中，一些关键问题需要突破。

将固体电解质引入锂电池的目的是突破有机电解质的限制，提高电池的能量密度、功率、温度范围和安全性。专家在会上指出，为了真正实现这些目标，现有的电解质材料本身以及与电极界面存在的问题仍需首先解决。

中国科学院上海硅酸盐研究所副研究员金军说，近年来他们的实验室主要开发使用固体电解质的锂硫电池系统。用固体电解质对锂金属进行改性可以提高电池的循环稳定性。他们还提出了双电解质体系锂硫电池的概念。采用锂离子导电LAGP体系的固体电解质，正负电极之间采用少量液体电解质进行界面润湿。试验结果表明，首次放电比容量可达到理论容量的80%以上，尤其是充放电效率基本接近100%，液态锂硫电池不存在穿梭效应问题。为了进一步解决电池的安全问题，他们将界面凝胶化，以确保其中没有流动的电解液。聚合物被改性以缓冲循环过程中的体积效应。

清华大学材料学院副教授亮亮·李的团队正在研制一种氧化物固体电解质和固体锂电池的样机，该样机采用三元正极、固体电解质膜和石墨负载作为负极。电池的能量密度和安全性非常好，经过几千次循环后，容量仍保持在81%。

合肥博鳌国兴能源科技有限公司郑明森博士指出，目前开发的叠层高容量固体聚合物锂离子电池结构相对简单，节点少，不需要管理系统，组装电池组时只需要串联而不是并联。用一些固体电解质代替传统的液体电解质，可以解决电池的泄漏和碰撞后燃烧问题，提高电池的安全性。

当然，固态电池的发展仍在进行中，仍有一些关键问题需要解决。专家表示，当固体电池用于储能时，应该考虑到长寿命和安全性。此外，还需要解决长期循环过程中的体积效应、稳定性和界面相容性等问题。