陈清泉院士：解析动力东池安全的结解决途径

　　首先要有一个好的理念，就是像《易经》一样。系统辩证思维、价值共生、创新加管理，易经的代表图就是一半白，一般黑，但是黑白的分界线的曲线，也就是白可以变成黑、黑也可以变成白，白中有黑、黑中有白，我认为就是创新加管理。

　　从原材料纳米级直到电池包纳米级，整个电池系统是交叉学科的复杂系统。电池安全包括化学安全，机械安全，功能安全。

　　怎么来解决呢？我要支持我的老弟陈立泉的主张，发展固态锂电池，我用这个图来表示，不对你来批评，因为他（指陈立泉）是电池专家，我不是电池专家，但我从事电动汽车已有四十多年了。我们针对目前的情况，正负极材料改进以后，用固体锂进一步提高，然后到锂硫，我非常同意他的看法。但是不管怎么样，提高能量密度，安全性就会下降，所以我认为一定要系统地看问题。他也讲到针刺实验，为什么针刺实验呢？因为针刺实验是模拟电池短路的情况，所以要进行针刺实验，这是非常大的挑战。

　　动力电池不但要考虑电池单体，还要考虑整体，所以电池包作为一个整体应该也要承担责任。整个电池包涉及机械结构安全性、电气安全性、热管理安全、BMS的监控，我非常同意CATL（指黄世霖）上午的演讲，也就是我说的价值共生，电池的BMS跟充电管理配合，每一次充电检测电池一次，是双向共赢的。

　　我支持国家刚刚公布实施的电池包安全可靠性标准，但是对个别项目也需要按照电池包车载情况区别对待。电池工程是一个整体的一体化的设计，这是我一再强调的。

　　现在拿这个例子来分析，锂离子安全性有什么问题、分析和对策。

　　首先，电池爆炸燃烧原因。

　　从图上看电池发热—隔膜熔断—电池短路—温度升高—燃烧爆炸的链条，怎么应对呢？应当减少电池发热量提高隔膜耐热的温度和降低电解液的可燃性。

　　电池发热的话，热源哪里来的呢？电池工作产生的焦耳热量、电池材料不稳定产生的热量、电解液与电池内部之间产生的反应的热量、电池制作缺陷产生的热量。

　　电池工作产生的热量，热源是从哪里来的？这是因为电池的内部短路、离子迁移产生的热量，怎么应对呢？减少电池的内部电阻。

　　电池材料不稳定产生的热量热源就是正极材料、负极材料、不稳定分解的放热，怎么应对呢？通过掺杂、表面改进、减少发热量等等。

　　电池和电池内部之间反应产生的热量怎么处理呢？热源主要是电解液自身分解发热，与正极材料、负极材料反应放热，与正极材料分解产物反应发热，与粘接剂发生化学反应放热。

　　电池制造产生的热量怎么处理呢？热源是因为电池极片制作不均匀，导致局部电阻过大产生，局部温度过高，电池设计不合理，电池内部发热大于散热。怎么解决呢？合理设计电池结构，制作没有缺陷的极片。

　　锂离子动力电池的安全对策，减少电池发热量，采用高耐热性全陶瓷隔膜，降低电解液的可燃性，当然用固体最好了。

　　我最后用杨裕生院士的PPT。可以看到各种储能电池、动力电池技术迅速发展，电池新原理、新技术、新材料层出不穷，锂离子电池、高能锂离子电池、锂聚合物电池、固态锂离子电池、钠离子电池、水系锂离子电池、水系锌离子电池、水系钠离子电池、锂硫电池、硫—锂离子电池、钠硫电池等等，所有这些东西都是化学的。因为现在都说化学的，我现在在研究物理电池，但能不能做到我不知道。化学反应有两个毛病：因为化学反应需要时间，所以充放电需要时间；因为化学反应有不安全性的问题。超级电容是物理反应的，不是化学反应，所以是安全的。虽然超级电容没有化学问题，是物理的，充电快、放电快，可惜能量密度很低。但是如果研发量子物理电池，可以提高能量密度，我现在在思考这个问题。

　　因为电池是有化学反应，就全生命周期而言，处理不当就会危险。最关键是要控制，不让它进入危险境地和污染环境，所以靠什么？管理加创新，一方面要创新技术，一方面要监管好。

　　谢谢大家！