电动自行车电池安全背后
暴露的是电池、充电器等强制性标准缺失
电动车行业低水平发展的现状
电池安全，不是技术问题
也不是科学问题，本质上还是管理问题
致命的电动自行车
本刊记者/杜玮 文/田然
发于2021.10.18总第1016期《中国新闻周刊》
9月20日凌晨，一场发生在北京市通州区幸福艺居小区某单元的火灾，最终造成5楼的一家五口死亡。事故的罪魁祸首，是三楼一家租户的电动自行车电池。事发当晚，该租住家庭中的丈夫将电动车的锂电池带回家中充电，进而引发了这场致命的火灾。
今年1月到7月，全国发生的电动自行车火灾事故已达6462起，平均每个月事故超过900起。80％的电动自行车火灾发生在充电时，绝大部分事故由于锂电池燃爆引起。当下，全国电动自行车保有量为3.2亿辆，相当于平均每4.4个人就有一辆。
电动自行车已经成为人们出行的重要交通工具之一。图/视觉中国
清华大学退休教师、被称为“中国电动自行车第一人”的马贵龙对《中国新闻周刊》说，相比同样采用锂电池的电动汽车，电动自行车在锂电池安全方面根本就不该出问题。“电动自行车的锂电池组只有几十节电池串并联构成，电动汽车电池有几千节，相差一百倍”。电池个数越少，电池组容量越低，电压越低，电池安全越容易控制。但在实际中，电动自行车燃爆事故数量高于电动汽车。电动自行车锂电池安全背后，暴露出的是电池、充电器等强制性标准缺失、行业处于低水平发展的现状。电动车锂电池安全，不是技术问题，也不是科学问题，本质上是管理问题。
电池的猫腻
电动自行车的电池大体分为两种——铅酸电池和锂电池。简单地说，锂电池要比铅酸电池更轻、比能量更高（衡量电池能量密度的指标）、寿命更长。而锂电池又可以根据电池正极材料不同，分为三元锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池。现在市面上流行的所谓超导石墨烯电池，是用石墨烯作负极，用以改善电池导电性能。但由于添加的石墨烯性能和特性不佳，含量过少，并不能使电池性能有根本性改变。
与铅酸电池相比，锂电池的最大优势还是重量轻。同样是48伏、12安时，一组铅酸电池重量能达到16公斤左右，而锂电池大约4公斤。但锂电池价格更贵。常见48伏、24安时的铅酸电池价格大约350元，三元锂电池为600元左右，磷酸铁锂电池价格大致在900元。在国内，电动车铅酸电池生产商主要是浙江长兴县的超威和天能，两家企业的市场份额共占到百分之七八十，锂电池市场的龙头企业为苏州星恒、天能。
2018年，电动自行车新国标发布，规定包含电池在内的整车重量不许超过55公斤。这一规定使锂电池开始抢占铅酸电池的市场。近年来，全国每年新生产的3000万辆电动车中，采用锂电池的车辆占比为35％。锂电池电动车的保有量占比，已从新国标颁布前的3％增长到15％左右。眼下正处在全国多地超标车过渡期截止日期的前夕，以旧换新或购买新车的需求激增。但一直以来，电动车锂电池的充电安全问题没有得到解决。
在中国自行车协会副理事长、江苏省自行车电动车协会名誉理事长陆金龙的印象中，2018年新国标颁布前，电动车发生燃爆事件的概率远低于现在。无锡市检验检测认证研究院/国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心业务管理部部长、研究员级高工薛宇解释说，锂电池较铅酸电池更易出现安全事故。这主要是由电池的材料与结构所决定的。锂电池能量密度比铅酸电池高，锂元素的化学性质比铅更活跃，锂电池中的电解液也比铅酸电池的稀硫酸电解液更易燃烧。铅酸电池在发生事故时，最多鼓胀或裂开，不会有更剧烈的反应。锂电池由于内阻小、隔板薄，出现热失控时，则会发生燃爆。同理，三元锂电池能量密度高于另两者，构成电池正极三种元素镍、钴、锰的活泼性也较铁元素高，因此安全性不如磷酸铁锂电池。但因能量密度最高，三元锂电池在电动车锂电池市场份额达到50％以上。
5月25日，北京市海淀区北太平庄街道的一个小区，工作人员在测试电梯阻车系统。图/澎湃影像
眼下，一些厂家又在推出钠电池，钠的化学属性没有锂活泼，相对更安全，但能量密度又不及锂电池。马贵龙说，锂电池安全的终极解决方案是生产固态锂电池，即电解质为固态。“现在的锂电池因为电解质是液态，才易发生膨胀、爆炸”。固态锂电池也是全世界在攻克的难题，如何将固态电解质和正负极结合在一起是当下的难点。但这一技术路线要想获得成功，走向市场，还尚需时日。
近两年，由于事故频发，电动自行车生产厂家开始更多采用安全系数相对更好、价格也更高的磷酸铁锂电池。但在新能源电动汽车领域，三元锂电池依然是主流。
在电动自行车行业内，整车企业大都不会自己生产电池，而是向电池厂家直接定制、购买电池或采购单个电池再进行组装。头部企业通常会与星恒、天能、超威等厂家合作，由其提供电池。马贵龙说，一些生产汽车锂电池的大厂，会将电压相同、内阻一致的电池打包、组配好卖给汽车整车厂，而把内阻、电压参差不齐、配不上组的电池卖给一些没有锂电池生产资质的小厂。这些小厂直接将电池串并联、打包，做成电池组，再卖给一些小品牌电动车整车厂和诸如维修点、销售门店等二级市场。这样一个电池组里电池间的差异很大，会导致事故频发。
发表于 2021-10-17 08:30