10 月 22 日，四川省住建廳在新修訂的《四川省物業(yè)管理?xiàng)l例》中，將“電動(dòng)車禁入電梯”寫(xiě)進(jìn)四川地方立法，違者處 500 元以下罰款，《條例》將于 2022 年 5 月 1 日起施行。

11 月 1 日起，《南京市電梯安全條例》正式實(shí)施。南京禁止電動(dòng)車進(jìn)入乘客電梯，進(jìn)入者可罰款，高至 1000 元。

從安全事故發(fā)生到地方政府立法禁止，僅過(guò)去數(shù)月。如此快速的舉措，反映出整個(gè)社會(huì)對(duì)鋰電池安全的擔(dān)憂。

影響鋰電池安全的因素
清華大學(xué)-核能與新能源技術(shù)研究院的研究人員將鋰電池安全性失效的原因歸納為如下 6 類：
 

鋰離子電池發(fā)生安全性事故的主要原因

1. 熱穩(wěn)定性
鋰離子電池安全事故大多以熱失控方式發(fā)生，其基本特征是：大多由最初的內(nèi)短路產(chǎn)生熱量，由于電池的導(dǎo)熱性較差，熱量積累推高電池的溫度，當(dāng)溫度升高至引發(fā)電池內(nèi)部的鏈?zhǔn)交瘜W(xué)反應(yīng)時(shí)，電池溫升將逐漸加速，直至電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)放熱量極大，任何散熱手段都無(wú)法阻止電池溫升，即電池發(fā)生熱失控。
 

2. 金屬異物
在《鋰離子電池正極材料的質(zhì)量管理》中指出，鋰離子電池的性能與正極材料的質(zhì)量息息相關(guān)，當(dāng)正極材料中存在鐵（Fe）、銅（Cu）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、銀（Ag）等金屬雜質(zhì)時(shí)，這些金屬會(huì)先在正極氧化再到負(fù)極還原，當(dāng)負(fù)極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度，其沉積金屬堅(jiān)硬的棱角就會(huì)刺穿隔膜，造成電池自放電。
 

金屬異物刺穿隔膜示意圖
 

掃描電鏡下的各類金屬異物

3. 負(fù)極析鋰
負(fù)極析鋰也被認(rèn)為是引發(fā)鋰離子電池安全性的可能原因。在大倍率充電、低溫充電，或者是電池制造中的涂布偏差等均可能導(dǎo)致負(fù)極中析出金屬鋰，由于金屬鋰反應(yīng)活性強(qiáng)、容易反應(yīng)產(chǎn)熱，使得電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件閾值降低，即電池安全性降低。
 

析鋰導(dǎo)致電池短路的示意圖
 

掃描電鏡下觀察到的鋰枝晶
 

4. 隔膜瑕疵
隔膜瑕疵是過(guò)去被常常忽略的問(wèn)題。隔膜微孔的均勻性是很難通過(guò)產(chǎn)品質(zhì)量確認(rèn)的，大部分均通過(guò)電池企業(yè)的電池成品率來(lái)確認(rèn)。例如：一個(gè)微孔被堵是很難被檢測(cè)出來(lái)的，但是局部隔膜孔被“堵”（也可以是局部阻抗增大）可能導(dǎo)致局部鋰金屬析出，引發(fā)安全事故。
 

掃描電鏡下的隔膜（左：納米微孔特征；右：宏觀空洞缺陷及異物）
 

5. 極片變形/微短路
電池受到外界劇烈撞擊，或者正負(fù)極片放置不當(dāng)造成極片接觸短路，或正極片接觸等。

掃描電鏡下的極片（左：截面；右：表面）

6. 設(shè)計(jì)/制造缺陷
設(shè)計(jì)/制造過(guò)程中引入的缺陷或瑕疵比較多，例如：切片產(chǎn)生的毛刺可能導(dǎo)致內(nèi)短路，由于涂布誤差導(dǎo)致正負(fù)極局部容量配備失衡引起的鋰析出，由于卷繞電芯的掉粉導(dǎo)致的內(nèi)短路，由于制造偏差導(dǎo)致的極片邊緣正負(fù)極短路，由于極耳焊接導(dǎo)致隔膜局部收縮引發(fā)內(nèi)短路等，這些問(wèn)題均可以通過(guò)過(guò)程檢測(cè)在生產(chǎn)制造過(guò)程發(fā)現(xiàn)，是可以被消除的安全隱患。

預(yù)防鋰電池安全事故 - 對(duì)鋰電池廠家而言

1. 加強(qiáng)檢測(cè)與管控
在最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋰離子電池正極材料檢測(cè)方法 磁性異物含量和殘余堿含量的測(cè)定》（征求意見(jiàn)稿）中，首次將掃描電鏡檢測(cè)金屬異物的方法寫(xiě)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
 

飛納臺(tái)式掃描電鏡 ParticleX 全自動(dòng)清潔度分析系統(tǒng)，可以全自動(dòng)對(duì)正負(fù)極、漿料、環(huán)境中的金屬異物進(jìn)行識(shí)別 / 分析 / 統(tǒng)計(jì)。（延伸閱讀🔍：鋰電行業(yè)都在關(guān)注丨電池材料清潔度檢測(cè)新方案）

2. 進(jìn)行工藝改進(jìn)
鑒于熱失控的本質(zhì)是電池內(nèi)部各種材料間的化學(xué)反應(yīng)，因此，通過(guò)改進(jìn)電池材料的熱穩(wěn)定性，例如正極材料包覆，可以提升鋰離子電池的安全性，降低安全性事故的破壞性。（下一期我們將為大家詳細(xì)介紹 ForgeNano 在鋰電池材料改性生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用）
 

預(yù)防鋰電池安全事故 - 對(duì)個(gè)人消費(fèi)者而言

此前天津消防曾科普過(guò)，電動(dòng)車在四種情況下很容易發(fā)生自燃：
1. 線路破損
2. 擅自改裝
3. 超出使用年限
4. 線路短路

個(gè)人消費(fèi)者應(yīng)對(duì)照以上 4 點(diǎn)進(jìn)行排查。