自去年特别是今年上半年以来，近60 起(不完全统计)新能源汽车起火事故引发业内外广泛关注。

　　这些是否会严重影响消费者的购买信心?记者在近期对多名准车主的走访或电话网络调查中得到了有些出乎意料的反应。“是吗?这车还能自已着了呢?”少部分消费者对此一脸懵圈。更多则将其看做偶然的极端事件，“不至于摊到我头上”，“燃油车公交车也有起火的，难道还不开车坐车了吗?”仅有少部分表示“再看看情况”，“着过火的(品牌)就不买了”或者“会小心使用的”。记者与几家新能源汽车经销商的聊天中得到了类似的反应，“没有太影响卖车，很多人来了并不问起火的事，他们更多关心性价比甚至是以后的残值。”一名来自南方某省会城市的特斯拉体验店的工作人员甚至表示：如果国内消费者如此在意这件事，特斯拉恐怕根本进不来。由此对产业而言有一个好消息，还有一个坏消息。好消息是虽然近年来国内汽车消费者的安全意识在不断提升，但仍与欧美等国有不少的差距。加上在态度上对新事物的包容性更高，这就给产业和企业的改进、完善留下了余地。坏消息则是时间已经不多了，如不及时解决，对新产业新事物的伤害是不可想像的。

　　新能源汽车作为国家的战略性新兴产业，在从中央到地方政策的大力支持下历经数年高速发展，作为车辆“心脏”的动力电池的能量密度更是一年一个台阶快速迭代，向“高”挺进。起火事件的频发加上补贴政策的逐步退出，将为当前节奏不符合规律的“高能之路”按下休止键，并加速推动下一代动力电池的研发应用。从新能源汽车到动力电池行业正重新审视当前的技术路线，例如曾经几乎完全退出纯电动乘用车领域的磷酸铁锂电池，其低成本、更安全的优点正被重新评估，搭载电池更少的插电式及增程式车型的市场份额正逐步上升，诸如此类的变化或将改写现有的市场竞争格局，未来的产品将更加多元化。另外值得注意的是，2019年补贴政策对动力电池能量密度没有再提出新的更高要求。

　　对整个产业而言，这一波着火事件充分暴露出相关企业从设计到生产制造乃至后期监控的诸多缺陷，包括在产品策略及战略定力方面的各种问题。政府监管和产业政策制定也遭到拷问和考验。追根溯源、对症改进固然是积极的应对之道，但更大的意义在于促使各方深入反思：如何为新兴产业设置合理的评价标准体系?如何促进其健康快速发展?

　　本期我们聚焦新能源汽车特别是动力电池的安全问题，通过汇总近期的相关事件及企业人士、行业专家的观点，试图为以下问题寻找答案：新能源汽车起火的原因有哪些?近两年又因何成为事故的高发期?这将给产业带来哪些影响?行业应对思路与技术手段有哪些?这场事涉安全的灵魂拷问将给新兴产业的发展带来哪些教训与启示?

　　动力电池的能量密度与安全性已经是业内公认的一对矛盾体，但用户对电动汽车续航里程的期待却越来越高。在下一代电池尚未到来之际，有没有更好的办法让动力电池又安全又高能?成立时间不长的企业蜂巢能源以工艺和材料为切入点，从整个系统层面尝试突破当前这一困局。它是如何做的?能否解决这一行业难题?

　　四元能否比三元更安全?如何实现纯电动汽车长续航里程与高安全性的平衡一直是困扰整车厂和电池企业的一大难题。在目前技术没有取得更大突破的情况下，材料与生产工艺成为产业链企业在现有体系基础上不断探寻的突破口。

　　从材料角度看，目前国内主流车型装配的动力电池以磷酸铁锂和三元电池(NCM)为主。其中三元电池(NCM)以更突出的能量密度等优势，近年来成为多数纯电动乘用车的选择。为进一步挖掘三元电池的能量密度潜力，镍、钴、锂的配比经历了从333、523到811的不断调整，高镍化已经成为行业共同的技术路线，但如何平衡能量密度提升之后的安全性能，却是当下产业链必须正视的问题。

　　蜂巢能源的做法是开发出四元(MCMA)材料，即在电池材料中降低或祛除钴元素，掺杂第四种元素替代或部份取代原本的钴元素，这种做法的好处是Mx会使一次颗粒之间的边界强度增强，因此会减少在有害的相转变过程中微隙的形成。使其循环性能优于NCM811材料，同时能实现耐热更好、产气少、安全性更高的特点。最终呈现在动力电池上就是容量更高、寿命更长、安全性更好。其中，产气少的好处在于，据消防专家介绍，电动汽车着火后难灭掉的重要原因是容易二次燃烧，自身可产生氧气继续助燃，但这种材料在高温下的产气量将降低25%。

　　据了解，目前蜂巢能源已经率先开发出四元正极材料，并基于该材料发布了全球首款四元材料电芯，相关项目已经于2018年9月立项，将在今年年底前完成材料开发，预计将于2020年第四季度实现四元材料电芯的SOP。

　　如何突破生产工艺瓶颈?要让使电芯从最根本上实现能量密度更高、循环性更好、安全性更高，仅仅在材料上改进还远远不够，蜂巢能源把突破口也放在了工艺上。

　　目前国内的车用动力电池主要有软包电池、圆柱电池和方形电池三种类型，生产工艺以卷绕为主。而叠片工艺由于生产效率低、工艺复杂度高、品控难度大等瓶颈难以突破，一直以来在应用上远不及卷绕更广泛。

　　但随着电动汽车对动力电池的要求不断提高，通过卷绕工艺来达标已经越来越困难，在生产的时候面临诸多不确定性。这时候叠片电池就能发挥最大的优势。事实上，叠片工艺也有不少优点，蜂巢能源国内营销总监郝雷明表示，在其他所有体系都不变的情况下，仅仅叠片这一项工艺改变就会带来五大优势，即它更符合纯电动化里航对大模组、大电池的需求，更符合车辆对电池超长使用寿命的需求，更符合移动交通工具对轻量化、长续航里程的永恒追求，更符合车辆对电池瞬间大功率输出的需求，更符合车辆对长期安全性和稳定性的需求。

　　在安全性上，《中国车规级动力高速叠片电池发展白皮书》指出，卷绕结构的方形电池，在循环过程中由于随着膨胀力的增大，在卷绕拐角处内应力受束缚无法释放，导致拐角处发生断裂，断裂导致脱粉、毛刺等问题，严重时会造成电池内部短路，引起热失控，电池的危险系数将增高;叠片工艺使用陶瓷涂布覆盖仅有的极耳位置裸露集流体，风险更低，且叠片电池不存在拐角处受力不均问题，这会大大降低电池在循环过程中由于应力不均而导致的安全风险问题。

　　从具体的实验测试来看，在存储安全上，把同等叠片电池和卷绕电池放在常温和高温下分别存储30天，可以看到叠片电池在容量保持率和容量恢复率方面要远远高于卷绕电池，说明其相对更稳定。在近几年的电动汽车起火事件中，有一种情况是电池在存放一段时间后装车起火，有的甚至在存放时就发生事故。在过充实验过程中，叠片电池温升也要远低于卷绕的。

　　在更安全的基础上，相对于卷绕电池，叠片电池能量密度增加5%、循环寿命增加10%、成本减少5%。

　　要将这种更能适合未来动力电池发展需要的工艺进行普及，效率是必须突破的瓶颈。蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新表示：“锂电池是工业化产品，对效率的需求就是对成本的需求。传统的叠片工艺效率要远远低于卷绕工艺，市面上常见的叠片效率可以达1秒到1.2秒/片，但蜂巢能源突破了这个瓶颈。”

　　据介绍，蜂巢能源采用了方形铝壳叠片工艺，设备技术选择行业领先的高速叠片路线，并聘请了国内外资深叠片设备与工艺专家。叠片电池不仅拥有更高的能量密度和更稳定的内部结构，还拥有更高的安全性和更长的循环寿命。按照蜂巢能源的规划，第一代在量产工厂投产的可以实现单工位0.6秒/片，第二代缩短至0.45秒，而第三代仅有0.25秒，并将在明年投产。

　　杨红新还透露，目前蜂巢能源的电池能量密度可以做到320kW/kg(样品)，大规模量产的产品也能做到255—265 kW/kg。

　　据了解，CATL、松下、三星SDI、孚能科技、万向A123、微宏动力等锂电池行业新旧势力都有在2022年之后导入叠片工艺的计划。而蜂巢能源的动作似乎更快一些，已于今年4月率先发布了首款车规级方形叠片电池。

　　如何提升全方位安全?虽然叠片工艺生产的电池有诸多好处，但蜂巢能源并不认为这就可以解决所有的问题。

　　“电动汽车的安全是系统工程。应当以整车应用需求的全方位安全为基准，做系统化的安全设计，而不仅要求电芯的绝对安全。我们基于材料、生产、工艺、电芯、系统和整车等全面考虑安全性问题。”郝雷明表示，我们希望对这种安全性事故百分之百可控，做到零伤害。

　　据介绍，蜂巢能源关注材料级、电芯级、工艺级等各方面的安全，完全按照ISO6262安全标准开发，有300多项安全需求，多重主被动的设计，同步开展机理设计和可靠性研究，同时建有安全平台体系。值得注意的是，蜂巢能源采用了颠覆性的电池系统CTP，将其称之为极简系统。第一代CTP可以使零部件的数量减少24%，即从724个零部件减少到583个。第二代则进一步简化、优化它，可以再减少零部件数量22%，空间利用率提升5%，重量从到374公斤降低到347公斤。在成本上，到2020年第一代CTP可比一般传统的PACK方案降低0.1元/Wh，即一个50度的电池包可降低5000元成本，使用第二代CTP有望降低1万元左右。

　　在安全上，CTP设置了三重安全防护，第一个阶段控制的是电芯和电芯之间的热蔓延，降低热失控的速率，第二个阶段主要做小模块间隔，控制热失控的范围，并进行定向排气，消除对其他模块的干扰，此时由于电量减少，可以对排气通道进行更好的设计。

　　蜂巢能源科技有限公司PACK开发中心总监张放南介绍，针对生命周期之内电池系统的安全，我们分了三个阶段，一是针对电池安全设计和生产，二是电池的应用安全，三是梯次应用和回收，三个阶段相互制约，只有从三大领域全方面考虑安全，才能真正做到电池系统的安全，而现在大家重点关注的是电池的应用安全，对梯次利用以及回收过程的安全考虑得相对偏少。

　　针对售后安全和保障，张放南还建议与业内特别是整车厂一起探讨未来针对电动汽车的售后保养，尤其是电池的检测方法、检测项目、检测频次等如何定义、如何实施，建好专门的响应机制和团队。

　　链接：关于蜂巢能源蜂巢能源前身是长城汽车动力电池事业部，自2012年起开展电芯的预研工作，2018年2月独立为蜂巢能源，总部位于江苏无锡，是一家专业从事汽车动力电池材料、电芯、模组、PACK、BMS、储能、太阳能研发和制造的新能源科技公司。蜂巢能源在全球布局了七大研发中心，目前保定、韩国、上海和印度的研发中心已经投入使用，美国、日本和无锡的研发中心在建。中国工厂建设方面，在北部保定现已建设完成的PACK线，目前已实现量产，在东部江苏常州工厂处于在建状态，于2019年年底实现SOP。在技术路线选择上，蜂巢能源创新性地推出方形叠片电池，同时首款量产的产品就采用NCM811材料体系。