清华大学何向明：新能源车电池着火在不远的将来，可以完全消除
作者：普子胥
出品丨本站科技《态℃》栏目组
近来新能源汽车起火事故报道层出不穷，特斯拉林志颖事件只是一个缩影。数据显示，今年一季度新能源汽车火灾共计640起：这意味着，每天超7台新能源车发生了安全事故。
围绕安全，疑窦丛生：
比如，新能源车近来安全事故频发，原因是什么？是一直如此，还是近来集中爆发？
比如，相比燃油车，两者安全性孰高孰低？锂电池安全性解决，现阶段处于什么水平？
比如，主流的磷酸铁锂与三元锂电池，谁更安全？为什么鼓吹比能量高过锂电池的人，绝大多数都是骗子？
比如，用户在选购和使用新能源车的时候，如何最大限度的确保安全？
为此，本站科技直播栏目《开聊》第二期，邀请了聚焦锂离子电池及关键材料研究近30年的清华大学核研院锂离子电池实验室主任/研究员何向明，深耕行业多年的江西新能源科技职业学院新能源技术研究院院长、北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔直面关键问题，做出关键解答。
以下为本站科技《开聊》第二期直播精彩节录：
一、“新能源车电池着火问题在不远的将来，可以完全消除。”
《开聊》：新能源车早已批量化生产销售，可为什么当下起火事故报道迅速增多？这是否与近年来新能源车销量激增有关？
张翔：是的，现在新能源汽车销量增长非常厉害。去年新能源汽车市场增长率超过了160%。今年虽受疫情影响，但今年上半年新能源汽车市场增长率也超过了100%。而截止今年6月底，我国新能源汽车整体保有量超过了1,000万辆。基数大了，起火的事故就多。
其次，新能源汽车毕竟是个新事物，起火后，媒体报道较多给车主产生了一种不安全觉。其实，行业数据统计新能源汽车起火几率比燃油车要低，甚至在燃油车的1/3以下。
此外，新能源汽车智能网联程度比燃油车要高。新能源车主可以在手机上监控车的状态，比如电池包温度不正常，手机可以马上报警。而像北京、上海、广州、深圳等大城市，都建了新能源车大数据中心。车主只要是申请政府补贴，必须把车的数据接入到大数据中心。大数据中心会对车数据状态监控。有了智能网联监控，新能源汽车安全系数比燃油车要高，因为燃油车大部分没有联网。
何向明：现在新闻报道新能源汽车起火事故，其实大多数事故是电动自行车，新能源汽车相对较少。我们手上有几个数据：现在汽新能源汽车增长率大大高于起火的增长率。新能源汽车的安全性大幅度提升，技术是在进步的。
可新能源汽车起火在新闻上有放大效应。一些不实的事故报道，都会造成大家的错觉。不过，事故比例是下降的，但问题确实依然存在。由于大家对新能源车里程的焦虑，电池在追求更大的能量密度，现在都开始做300Wh/kg以上单体电池。但新体系中电池安全性技术还不够成熟，这是造成更多火灾主要原因。我们做过统计，现在着火的主要是高比能量的新产品。此外，一些二三线电池厂的电池安全性相对不够，技术成熟度不足等等原因都有。
既然大家问到，我可以说：电池着火在不远的将来，是可以完全消除的。随着技术的进步和成熟，电池厂管理优化等等，再加上将来小电池厂洗牌，安全问题就会慢慢消除。现在我们研发的技术，基本可以做到电池着火但车不着火，换了电池车还能用。下一个目标，就是单电池着火，电池包还可以维修，这些都是指日可待的技术。
二、“过度营销谁带的头？特斯拉的马斯克！”
《开聊》：虽然技术不断进步，但车企对新电池宣传时：永不自燃，永不起火等话术，是不是一种过度营销？
张翔：这个问题很好。其实车企都有这个倾向，但这是谁带的头？特斯拉的马斯克。做的最过火的就是他。
以前车企很严谨，车没生产出来就不能发新闻。但马斯克带头的新势力，车还没有下线就开始交定金，电池只要在实验室里做出性能参数，离商业化非常远就开发布会。比如特斯拉无极耳4680电池，三年前就开了发布会，现在还没有大规模量产，量产总量应该不到1万。特斯拉德州和柏林工厂生产的新型电池，三年了还没有大规模量产，生产技术还不成熟，工艺问题还没解决。
现在国内很多企业都在宣布新的技术应用，我认为最成功是比亚迪的刀片电池：2020年发布，2021年就开始应用。这也让当年磷酸铁锂电池的装机量超过了三元锂电池。此前，三元锂电池一直占据主导地位。今年数据显示，一个月里比亚迪电池装机量超过了特斯拉、宁德时代。现在磷酸铁锂电池在乘用车上装机量超过了三元锂电池，我认为比亚迪的技术是最成熟且在市场上得到验证的。
其他几家，像广汽推出的弹匣电池（现在弹匣电池装配的车大概交付十几万），还有大禹电池，包括最新麒麟电池——很多电池并没有量产，也没有具体的数据。所以，我感觉有些上市电池公司宣传新产品对其股价有帮助，甚至不少公司直接把实验室数据拿来发布。行业都这样做。
但是，产品发布后究竟什么时候量产？还是要打问号的。包括去年宁德时代发布的钠离子电池，现在没有量产的消息。其次，这些企业只发布部分信息：电池具体是什么结构，如何提高能量密度，缺少相关信息。
其次，现在这些电池厂家做的实验，在实际碰撞过程中起不了多大作用。我不是攻击某些车企，一些电池厂家称现在电池可以做针刺实验：不着火不爆炸，甚至不冒烟。可这有什么作用？路上这些品牌的电池，不是照样自燃？实验室的实验只代表一个特殊的工况：你通过了针刺实验，但车上路产生激烈碰撞，电池包被挤压，你能保证它不起火吗？
所以，中国电池供应商，确实经过多年发展技术积累很多。但他们有些参数，我们也不能太当真。
何向明：这是非常有趣的话题。因为商业有时候会对科学产生严重的困扰。
我经常遇到这一类问题。比如，15年杭州某企业说它解决了电池安全性，当时我们团队做锂电安全快10年，领导就说：你们还做什么做，人家都解决了！我跑到杭州去实地调研，看这家公司实验室：发现啥也没有，一间空房子有一个小设备，根本连实验室都不是。
这类新闻经常有，但这些不实的宣传，就会给具体做事的人以及整个社会造成很多困扰。我做锂电30年，被这种事困扰将近20年。只不过，近年来很多企业发布的信息，让困扰更严重。
近期为什么比较明显？我认为就是有些公司在搞擦边球，炒作。但难免以讹传讹，经常弄得我们，比如有些投资人找我咨询，我无言以对。我只能说：这种电池只有记者能做出来，科学家是做不出来的。互联网上你想怎么说都可以，但有些东西科学上根本不可能存在。
三、“我们已经领跑国外很多年，大家要有信心。”
《开聊》：有两组非常奇怪的数据。一个是2020中国新能源汽车起火概率为万分之0.26，相比燃油车万分之一低很多。另一个是，2021年中国新能源汽车保有量784万辆，全国发生了3000起火灾事故，起火概率万分之3.8，超过传统燃油车。为什么会有截然相反的结论？
何向明：5年前，我们做过调研：结果是，燃油车着火的概率是比电动车高很多。现在，国家技术监督局的残次品中心会要求每次电动车着火事故都要上报和统计。
但燃油车没有机构统计。其次，燃油车着火，大家一拍：说电动车着火，指鹿为马。加上电动自行车着火概率非常高，一些小企业做工很差，所以大家印象里电动车都会着火——无论从新闻还是心理，都影响了大家对电动汽车的判断。
但电动汽车的毕竟是工业品，质量管理很严，着火概率其实非常低。
张翔：数据显示，新能源汽车随着时间推移自燃率在降低。这符合我们行业的发展规律。电池种类在变化，技术在进步，安全度在提高。其次，新能源汽车整车安全性特也在提高。比如，电池管理系统的算法在迭代。现在，电池SOC电量计算更准，可以通过大数据模拟进行预警，防患于未然。
此外，现在电动车车主车龄比较小，与10年前专业司机经验差距大。年轻驾驶员工作忙，没有时间关注车里面的零件，如果发现车出现不正常的状况，往往不知道怎么正确处理。所以，建议车主多学习一些新能源汽车的知识。
《开聊》：有没有具体的研究，将新能源汽车与燃油车放在同一时间范围内，进行更直观的对比？
何向明：非常好的问题。我们过去没有做过这方面的研究。
但从从定性来说，燃油车新车着火率是非常低的。着火更多是油管或者原配件的老化造成。而随着时间的推移，燃油车着火概率是增加的。
但是很多锂电池是随着时间推移，其安全性却是提高的。某些维度上，电池老化了后容易产生安全性事故，但是更多的电池老化以后安全性是提高的，这跟燃油车趋势总体是反的。反而是新电池，更容易自燃。
为什么电池会着火？是因为电池正负极距离大概10个微米，大规模制造容易出现制造瑕疵，目前还不能完全的消除掉，所以就会有着火的比例。我以前做学术报告一直在讲，可靠性跟现在电池出厂拿去做安全性测试是两回事。
安全性测试，比如穿刺，但我们电动车着火，没有一个是穿刺而是自燃。所以这种现象很难去做测试。我们一直试图研发一个方法去模拟自燃现象，但很难：因为模拟需要里面要某种东西加完了以后，电池特性会变。
比如说隔膜，为什么我们国家电池主要的材料国产化最晚的就是隔膜？因为进口隔膜它的可靠性要远比国内的隔膜好。微观上隔膜的孔都是微米级的微孔，要保证每个孔都一样，这是非常大的挑战，对于制造业需要非常精确。所以整个中国产业跟发达国家还是有差距的。如果隔膜上掉下某种灰尘就有隐患，很难百分百的消除，这是着火的主要原因。
所以我特别强调一线品牌的大厂，是因为他们制造水平质量控制的非常严格。从这种电池着火的机理来分析，就可在设计上进行规避，比如BMS。如热蔓延、汽车的模组设计，技术成熟度还有很长的路可走，但随着时间的推移会大幅度的下降。因此，很多年以后电动车的着火的概率应该是下降的，如果按照科学的规律来设计来做模组来使用的话，它跟燃油车这个规律是反的。
《开聊》：《电动汽车用动力蓄电池安全要求》指出，单个电池热失控引起热扩散进而导致发生危险前5分钟，要提供一个报警信号。但林志颖驾驶特斯拉撞击后迅速着火，以及前段时间一辆特斯拉抢黄灯撞击马上起火：预警时间怎么没有了？标准和实际的差异为什么存在？
何向明：这是个非常好的问题。现在所有的标准都是针对新车，预警时间可以做到。但撞击这件事特别不确定：你把模组撞烂了，形状改变，那么满足新车标准就无法确保。
现在完整一个模组的一个单体电池发生热时控可以有相关安全标准，但是撞击标准很难。其次，撞击不好测试。而像正常行驶突然燃烧这类安全标准，有国际标准，我们清华大学也参加了这种其中制定。
所以，如果正常行驶且在非撞击的情况下，可以做标准，而且也可以达到这个标准，对厂家也应该有这些措施。此外，能保证电池着火多长时间才能烧起来，仍有预警撤离等等这些是可以做到的。但是我不知道撞击能不能做到这些标准。
张翔：我非常同意何老师的意见，我再补充一下。首先汽车的设计的一些标准都是基于在正常使用情况下保证它功能的完善。新能源汽车就算是针刺测试，都是在正常情况下，而不是在撞击情况。
当然，燃油汽车基本只要是畅销的车型，都会通过安全碰撞测试的成绩打分，可供消费者参考。但是新能源汽车现在很少打分，是因为碰撞后电池包装是能量密度那么高的化学物质，就是一个起火源，撞上去90%以上会起火燃烧。
另一方面，汽车的设计有原则。汽车是老百姓的交通工具，要尽量要降低成本。如果是无限的提高安全标准，把汽车设计成坦克，也不可能成为大众的交通工具。
此外，新能源汽车交通事故的机率小，但如果对小概率的事件去做大量的电池加固，重量就要增加，电耗也要增加。现在电池包本来就大，如果加固做厚会影响到车内空间。加上现在汽车的智能化程度越来越高，统计数据显示20%以上的新车都装了驾驶辅助功能，都有自动自碰撞功能。今后，新能源汽车发生严重碰撞几率会大幅度减少。
《开聊》：现在新能源车撞击安全标准还在探索摸索中，如果有新的变化，有没有时间预期？
何向明：这是个好问题，但是我觉得不太好预期。
我做了多年电池，电池技术不断更新还没有完全定型，所以可能所有的标准都会以电池为核心的技术进步，而逐步调整。现在大家去关注技术进步的速度会更重要，其实标准的意义不是特别大。一个产业越来越成熟，技术进步越来越好，就会解决更多的问题。因为，标准最终还是要落到技术进步上。
《开聊》：今年年初，工信部在汽车标准工作的要点中指出，我们需要进一步提升动力电池的安全标准。这是否意味着，过去国标严格程度不够？横向对比欧美，中国的动力电池安全的标准是什么水平？
张翔：新能源汽车分为三类：纯电动、插电式、混合动力。国家现在销量80%都是纯电动贡献的。在纯电动技术上，我们是领先的。国外纯电动卖的较少，日本电动车占整体比重可能不到5%，欧美电动车比重也比较小。
从这个角度来说，燃油汽车国外的标准确实比我们国内要高，国内的标准都是从国外转化的。但在新能源汽车上，我国长期以来执行与国际不一样的技术路线。比如国外扶持日系车的混合动力，在我们国家不扶持这种技术路线。
中国现在没有专门把新能源汽车拿去做碰撞打分，欧洲、美国也没有。所以，我们如果把新能源汽车按燃油车安全标准去做碰撞测试，没有多大意义。
此外，根据产业的发展情况，我们国家现在以磷酸铁锂电池为主。大家一致公认磷酸铁锂电池比三元锂电池要安全性要高。国外的电池供应商比如说是LG或者松下以三元锂电池为主。真要说大规模统计新能源汽车碰撞起火，应该国外起火率比国内要高。所以，如果国际上有统一的标准去统计新能源汽车，特别是纯电动汽车碰撞起火的几率，我相信中国的比例肯定要比国外要低。
何向明：新能源汽车的标准，实际上我们国家比国外还要领先的，而且我们国家的目前在国际相关标准上，发言权较大。尤其电池安全这一块。
我们很多想法在国外都会被参考，是因为中国电池产业在全世界领先，科研尤其安全性方面也是在全世界领先。所以这方面的标准我们应该也是领先的，在电池安全性上，我没太听说国外的标准比我们严。其实大家都在摸索新鲜事物，认识在不断的提高。
这一点，我要多说几句。过去我们国家100年来比较落后，所以很多人的总觉得中国什么都比国外落后很多。当然，我们现在总体技术上跟国外不少领域还是有差距，但是现在像电池制造技术、电池科研安全性等，我们已经领跑国外很多年。大家还是要对我们的东西有信心。
四、“特别好的工厂，电池就特别安全。”
《开聊》：磷酸铁锂和三元锂电池，两者起火概率有明显的差异吗？
张翔：可能何老师这边可能有数据。现在新能源起火资料国内特别封闭，起火后只是新闻简单报道，对于公众来说基本上信息都不透明。所以这个问题我们就没法统计哪个品牌，什么电池种类起火次数多。
大的品牌，比如说像特斯拉肯定会报道，但像有些国内小品牌起火报道，反而对他像是做广告。所以，起火的车用了几年，什么状态、什么城市、是否使用不当，有没有经常维护保养？这些问题要找到数据来说话，真的很难。
我在这个行业大概二十个年头，但是电池行业的数据做的特别保密。大部分行业人士都没有具体的数据，这种数据可能是在某个部门统一收集了。
何向明：我补充一下，其实也不是保密工作做得好。一些电动车着火的事故处理，电池、电芯、电芯厂、模组厂，汽车厂都牵扯到。事故后，到底是变形、模组还是车的原因？三家都在打架，都说是对方的原因。谁也不愿意去承担这个责任。所以几方经常扯皮，很难说最后是三元锂电和磷酸铁锂谁安全。
比如一个事故，很多是明显由模组的原因造成的，这跟三元电池和磷酸铁锂电池有啥关系？所以很难去统计这些复杂问题，最后大家就干脆模糊处理。
其实我也没有统计数据。但是我可以给大家讲，为什么我们认为三元电池比磷酸铁锂电池更不安全的原因，主要有两个：第一，三元锂电池燃烧最高温度会比磷酸铁锂高很多，前者八九百度，后者六七百度。但反正都烧了，也没有什么区别。第二，磷酸铁锂电池基本上没有过充问题。磷酸铁锂不怕扩充，不会因此着火，但是三元电池过充是会着火的。
此外，还有一个能量密度问题。从技术的角度来说，如果拿着160wh/kg磷酸铁锂电池去和300wh/kg三元锂电池对比，不同维度衡量，结论就不一样。所以你说要统计两者谁着火多，其实我认为从技术角度意义不大。
《开聊》：现阶段除了电池材料本身选择外，我们还能通过其他技术手段整体上来提高电池的安全性吗？
何向明：这个是肯定的。其实材料跟材料不一样，同一款材料不同厂家做出来可靠性安全性也不一样。所以这个问题，最后是两个因素造成的：一个是整体的制造水平，材料、电芯、模组，到车的制造水平和制造过程的质量控制水平等。此外就是材料，比如材料的热反应速度、热量等等。
2014年我做过一个电池安全的报告。当时，我把市场上所有能拿到的电池，去看自加热反应速度和最高温度等等，去科学判断电池的热稳定性和安全性。最后的结论是：电池安全性跟体系没有关系，它跟工厂有关系。
特别好工厂，电池就特别安全。生产水平比较差的工厂，电池就很不安全。那当时最好的是一家日本企业。可以说，制造水平和质量控制水平以及设计水平都跟安全性有关系，并且关系还挺大。
特别强调，那是我2014年做的报告，因为我有数据。现在状态可能有所改变。
《开聊》：一定要用锂电池吗？现在有很多也指出，除了锂电池外，还有很多探索。
何向明：是的。过去20年我被问到若干次，每次做报告大家都会问我这点。我可以再给大家讲讲：为什么现在是锂，将来会依然是锂，永远都会是锂。
原因是在电动车上，大家对体积、能量、重量比是非常在乎的。大家都希望电池很轻、很小。别的肯定不行，因为它乘用车体积有限。
锂电的比能量是最大的，为什么？因为在元素周期表最左上角的金属，锂最轻，电压最高，你不可能再找到任何一个金属超过它。
所以，任何人说是它的比能量超过锂，基本上都是骗子。很多投资人给我说什么量子电池。这些电池可能寿命比较长，或者倍率比较大，都有可能。但说一两克电池就能开1000公里：1000公里就是150度电，150度电一克，它的比能量比原子弹还大，怎么可能呢？包括说车5分钟就能充满，我觉得基本上也是不可能：5分钟一个车80度电，这充电的功率得多大？需要960千瓦，若380伏，就需要2530安培电流，在工程实践上是一个巨大的挑战。
当然，现在很多人说钠离子电池。但是人家讲的是储能。比如在沙漠中，储能电池重一点，大一点没关系。但放在汽车上不行。所以，汽车还是得用锂。
张翔：现在锂电池未来也有一些发展趋势，比如固态电池。现在的锂电池是液态锂电池，以后电解液是固态的。当下，很多车企看好投资的固态电池的工厂，最近有两家上市公司，一家是东风汽车，一家赣锋锂业，他们在江西一个地级市新余已经运营固态电池网约车。
此外，像燃料电池目前距离商业化比较远。燃料电池，发展起步比锂电池要早，但成本各方面技术问题没解决。总体来讲，很多人都在研究电池，是因为电池一旦有革命性的技术突破，会取得巨大的成功。但目前锂电池还是一个主流的技术路线，还没有其他可替代。
五、“赶紧跑！最好的办法就是跑！”
《开聊》：一旦发生像林志颖这样的碰撞起火后，我们怎么自救？
何向明：赶紧跑！最好的办法就是跑！
张翔：对，生命第一。其次，车出事后大概率厂家是不会赔偿的，现在所有的自燃事故都是车主自己承担责任。就像刚才何老师说的，一个现在新能源车事故调查的结果从不对外公布，而且车如果烧成骨架后事故原因没办法调查，所以所有的一切损失是车主来承担。
此外，这次林志颖事件，他主动提出来要答谢去抢救的热心人，因为不同的车救火的方法是不一样的：普通的老百姓不知道情况去救火，真的是冒着生命危险。第一时间离开现场，这是最安全的。
如果大家要想怎么把损失降到最小，平常还要做好基本功。买一辆车新能源车，平常要收集资料学习：电池是哪家供应商供货？电池是什么类型？甚至BMS系统，大概是些什么原理？现在比较畅销的书店里面都有很多新能源车的维修手册，多学习，对车要有充分了解，这样一旦发生紧急情况，自己就有处理能力。
其次，买车的话尽量挑选大厂，正规工厂自动化程度高，机器人越多，生产一致性就越好，就越不会出现产品瑕疵。
《开聊》：我们选车的时候可能就要注意什么？
张翔：作为普通消费者来说，大家不用去担心车着火的问题，真的是杞人忧天。
国家汽车法规流程非常严格，汽车的每个零部件都要做公告性实验，完了以后要上报给工信部，流程结束后才能上公告。我们所说的车规级的标准，是目前工业产品里面最严格的标准。
所以，平常开车遵守交通规则，不要去超速。其次，现在一般20万以上的车电子功能已经非常丰富，电子功能越多，车就越安全。只要我们本着安全驾驶的理念，就会非常安全。
《开聊》：车主日常用车，两位有什么建议？
何向明：从电池的角度来说，有几个建议：第一，新能源汽车避免暴晒，第二就是避免低温充电，第三避免涉水。
其次，电池尽量不要用光后满充。电池不满的时候就用，没用完就充，电池的寿命是会大幅度增加的，电池处在中间一个状态，理论上说车开20年都没问题。就像锂电池在低轨卫星上使用：一个小时充一次电，有太阳的时候就充电：它在天上运行10多年，上万次充电，不都能正常使用？
其实特斯拉也就这个策略。特斯拉的电池很多，寿命长是因为它没有充满就开始用，没有用完它就让你充。他只是没告诉大家，实际他的电池满充满放肯定也不行。
所以锂电的好处就是你可以不要让它充满，用一点赶紧充，这对电池安全性、寿命都很有用。
张翔：对于我们普通的车主来说，平均每天开车的里程数非常少，我们只讨论纯电动汽车的话，比如说上海市车主每天的里程数，大概只有29公里。所以，我们尽量在自己家里面充电桩充电，因为这跟电池的匹配比较好，尽量不要到外面充。只要遵循这个原则的话。车的安全性应该是会电车的安全性充分得到保证，另外电池的寿命也会得到延长。
现在，由于行业发展的时间太短，市场上充电桩参差不齐，用别的品牌的充电桩会导致通讯协议不一致的问题。所以，我们每次外出要充分做好规划，这样，新能源车的充电焦虑症是可以避免的，这是我的观点。