近年來，電動汽車起火問題始終頗受用戶關注，近期更是由于一起意外導致電動汽車起火事件，再次將智能電動汽車的安全性推向風口浪尖。

據應急管理部消防救援局統計，全國電動車 2021 年發生的火災事故大約有 3000 余起，按照去年 800 萬輛的新能源車保有量計算，電動汽車著火概率約為 0.03%，略高于燃油車。

隨著新能源汽車的大力發展，提升電動車安全保障已刻不容緩，而最核心之處，就是要解決電池安全隱患這一行業痛點問題。

動力電池為何易失控？

動力電池主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜材料、電解質等材料構成，其本質就是氧化劑和可燃劑的化學物，就容易發生事故。

一般來說，電池的正常使用溫度在 40℃ 以下。根據化學反應熱和電化學熱建立熱電耦合的熱失控預測模型不難看出，電池的初始熱量是充放電循環等物理熱積累，如果不能及時導走的話，會誘發熱失控反應。

簡單而言，即電池內累積的熱量如果無法及時散出，電池溫度超過安全閾值時，就導致熱失控反應。

對此，中國科學技術大學教授孫金華對電池模組的火災行為進行了一些研究，包括負荷電狀態不同，熱釋放速率峰值個數的不同。另外，荷電狀態越高，熱失控狀態會增加量化不同狀態的總產熱量及其火災行為，包括噴射火的一些行為等等。

通過對火災行為的研究，從而圍繞電池熱失控的難易程度以及發生火災之后的危險程度這兩大緯度，對電池的危險性進行了分類評價。

“通過采樣對電池熱失控后噴出的氣體進行氣象識譜分析發現，電池熱失控后會產生大量可燃氣，其中30%是氫氣，還有一些是一氧化碳可燃物、二氧化碳以及碳氫化合物。”孫金華教授說道。

如果進行原位測量，結果就會不一樣。“熱失控電池著火氣體當中大概有 60% 是電解液，還有氫氣、一氧化碳等十多種可燃性氣體和氧化性氣體存在。”孫金華教授表示。

當電池組成電池模組時，孫金華教授團隊開始建立了大尺寸平臺研究電池熱失控傳播規律。研究發現，當第一個電池開始熱失控，進而會傳播到第二個、第三個、第四個，如果不采取任何措施，其傳播速率是逐步遞增的；也就是說，兩個電池傳播熱失控的時間會越來越短。

如何對動力電池進行安全防控？

明確了電池失控的機制，孫金華教授進而從電池本體安全、使用過程安全、消防安全三方面提出了動力電池安全防控技術，分別來看：

• 電池本體安全方面，從材料和工藝等角度提升電池安全性。例如研發出難燃和不燃的電解液、更高熔點的隔膜甚至是無機隔膜等，或是提高正極材料的穩定性，防止與電解液發生反應。

• 使用過程安全方面，即是進行熱失控預測預警。針對一系列電池熱失控的實驗，提取可能用于電池熱失控的參數，閾值等，再結合熱失控模型，孫金華教授團隊突出了三級基于多參數融合電池火災預測預警技術，分別為第一級故障預警，第二級熱失控預警，第三級火災報警。

• 消防安全方面，即研發高效滅火和抗復燃技術。據介紹，當前業內已研發出一種新的適合于電池系統的滅火方法，滅活劑中有不良導體，能夠帶電滅火，第一次快速噴放使火迅速撲滅，再進行多次緩射，目的是先降低電池溫度，保證系統里面的滅火劑濃度之后不復燃。

此外，孫金華教授對電池安全發展提出了進一步展望。

孫金華教授認為，要發展安全型動力電池，要進一步從電池材料、全電池系統安全設計以及生產工藝方面提高安全性能。

另外要研究高性能、高安全的電池，比如固態電池、鈉離子電池等，并研發早期故障診斷與熱失控精準預測技術，做到靶向性推測出電池包中具體哪一個電池出現故障。

最后，要發展智能一體化的安全防控技術，即集熱管理、故障診斷、熱失控預警、滅火協同的智能一體化安全技術，形成高效熱管理智能精準預測和快速處置，最后實現高效、清潔滅火。