精心设计、精心制造、精心管理，确保电池安全性

   今年4月11日在杭州发生电动汽车燃烧起火事件引起各方重视。其实电动汽车由于电池引起的燃烧已经发生过若干起，只是没有像这次发生在城市中心街道上。幸运的是，至今还没有听到人员伤亡的消息。

   杭州事故发生之后，我接到许多媒体采访，但由于未到现场调查，在没有公布调查结果前不好对事故本身发表意见。

   在这阶段，我特别学习了一点电池安全性的知识，尤其是我的好朋友艾新平老师认真回答我的提问，我整理出来分5次...

就电池安全性问题请教艾新平（5）

王秉刚问：电池组内电芯不一致对安全性的影响是什么？

艾新平答：由于管理系统可以对每一单体电池的电压实现监测与控制，单体电芯的不均匀主要导致电池组性能的降低，一般不会对安全性造成影响。

王秉刚问：电池组的设计对电池安全性起什么作用？管理系统在安全性方面该承担什么任务？

艾新平答：设计电池组时，主要考虑流场和温度场，保证电池散热和温度的均一性，以提高电池组的使用性能和安全性。在电池安全性方面，管理系统的主要任务包括：通过对每一单体的电压实行监测与控制，防止电池过充和过放；对电池实行过流和过热保护...

就电池安全性问题请教艾新平（4）

王秉刚问：是不是大安时数电芯比小安时数的安全性难度大，原因是什么？设计大安时电池要注意什么？

艾新平答：是的。因为大电池总的活性物质量大，正常储能反应和副反应所涉及的能量高，且体表面积（外壳）较小，散热更困难。设计大安时电池时，一定要注意散热，并保证电极反应的均匀性。在电池壳体设计、安全阀设计、极耳的设计、卷饶和注液的均匀性等方面多加以注意。

王秉刚问：从安全角度考虑，圆形电芯与方形电芯哪种更有利？

艾新平答：不好下结论，各有利弊。一般来说，圆形电池的安全阀对电池内压反应更灵敏一些，但对于大容量的圆柱电池而言，多极耳的设计与应用比较困难，...

就电池安全性问题请教艾新平（3）

王秉刚问：可以不可以说，电池的不安全都可以归到“电池局部温度上升超过该数值”？在电池单体的设计中有那些潜在的导致局部温升的不安全因素，有预防的措施吗？

艾新平答：可以这么认为。大量试验结果已证实，导致正常使用条件下的电池发生爆炸、燃烧等不安全行为的主要原因是电池内部短路。尽管出厂电池全部都通过了电压检测工序，但由于这种内部短路往往是在用户使用过程中形成的，因此非常难以发现和避免。导致内部短路的主要原因有：

（1）、吸附在隔膜表面的导电粉尘：这是导致电池发生内部短路并最终发生不安全行为的最大隐患，电池在正常使用状态下...

就电池安全性问题请教艾新平（2）

王秉刚问：您在一篇文章中说：“任何可导致电池内部温度自发上升至130℃以上的因素均有可能引发不安全行为。”这个数值有没有名称？130℃是对磷酸铁锂电池说的吗？其他材料电池呢？典型的如铅酸、镍氢、钴酸锂、锰酸锂，它们怎么样？

艾新平答：这个温度是对所有锂离子电池而言，并不针对铅酸、镍氢电池。研究锂离子电池的人都知道，充满电后的锂离子电池负极还原性非常强，可以与电解液发生剧烈的化学反应，放出大量热的同时还产生有机小分子气体。但在电池的化成过程中，负极表面形成了一层钝化膜，正是这样一层钝化膜，将负极与电解液隔开，有效避免...

就电池安全性问题请教艾新平（1）

   目前电池的安全性问题引起多方关注，对像我这样只对机械类产品比较熟悉的偏科工程师，很想拜师补课，学习点电池方面的知识。武汉大学的艾新平教授是我的好朋友，从来不吝赐教。下面是他针对我提出的几个问题给出的解答，我觉得很有启发，经过他的同意，登载出来供大家参考。因为文章比较长，我分几次登载出来。

王秉刚问：您说“锂离子电池的不安全行为是指电池在过充电、短路（包括内部短路和外部短路）、机械滥用条件（如挤压、穿刺、振动、跌落等）和高温热冲击等情况下，发生爆炸和燃烧的...

两位博士的文章都写得很好，都有道理，都有相当深度。

张抗抗的文章对换电模式的经济性做了仔细分析，思路相当开阔，指出“换电模式会从“规模收益”与“规范充电”与“节省时间”三个方面，显著地增加电池寿命，减少电池成本。” 

超出对成本的一般分析。

丁华杰的文章也写得很好，除了一般大家说过的道理外，他指出“采用换电模式，容易导致电池在交换时混淆，换句话讲，如果新电池充了一次电换成了旧电池，这是任何人都不...