中國儲能網(wǎng)訊：2016年11月9日是全國第26個消防日，消防日主題是“消除火災(zāi)隱患，共建平安社區(qū)”。 當天，CCTV《焦點訪談》播放了題目為《電動車：火災(zāi)新成因》 特別節(jié)目，節(jié)目透露：據(jù)統(tǒng)計，進入2016年以來，在南寧市發(fā)生的火災(zāi)中，近一半是因電氣原因引發(fā)的，其中電動車引發(fā)的火災(zāi)占的比重最大，占到全市火災(zāi)總量的25%。根據(jù)公安部消防局近日發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，今年來，全國因電動車引發(fā)的較大以上火災(zāi)5起，造成21人死亡。這些事故的發(fā)生的主要原因竟是僅幾公斤重的電動自行車電池，可以想象一個重量幾百公斤的汽車動力電池的危險性是多么大!
一輛小小的電動車為何屢屢引發(fā)火災(zāi)亡人事故?根據(jù)近年來電動車火災(zāi)事故總結(jié)，消防部門指出當前電動車火災(zāi)發(fā)生的原因主要集中在充電環(huán)節(jié)。前不久，韓國三星Note7手機頻發(fā)爆炸事故,一代機皇Note7就此駕崩,爆炸門直接導(dǎo)致三星股價大跌，三天市值蒸發(fā)千億元，更創(chuàng)下近五年來的最大跌幅。爆炸門事件不僅使三星市值暴跌，同時，三星還將承受巨大的直接經(jīng)濟損失，更重要的是，這一事件讓全球消費者對三星品牌產(chǎn)生的不信任和壞印象，在未來幾年內(nèi)都將難以抹平。由此看來，電池的安全性越來越成為電動車等新能源汽車使用過程中的關(guān)鍵性問題。
▲上圖為王武生就環(huán)保發(fā)明接受媒體專訪
為了更好地確保電動車等新能源汽車的制造和使用安全，實干發(fā)明家王武生組建了一批強大的技術(shù)團隊，經(jīng)過不懈的努力探索，王武生和他的團隊研究出一種提高新能源汽車動力電池安全性的方法技術(shù)。為了更好的了解安全動力電池技術(shù)，我們采訪了王武生先生。王武生，2005年《汽車制造與修理》教授級高級工程師;華東理工大學機械與動力工程學院教授;國家汽車標準委員會車身分標委員會委員;上海市第四屆創(chuàng)造發(fā)明獎;松江區(qū)第二屆拔尖人才;上海市領(lǐng)軍后備人才;上海市松江區(qū)市民最喜愛的“我們松江人”獲獎人。
記者：王教授，請問您研究動力電池安全的初衷是什么?
王武生：新能源汽車作為一種民用的交通工具，其安全性非常重要，關(guān)系到廣大乘員的生命財產(chǎn)安全。除此之外，目前中國新能源汽車面臨著：電池環(huán)?；厥绽秒y題、電池更換成本高即使用壽命以及鋰資源短缺等問題，作為能源和環(huán)保技術(shù)研發(fā)人，解決目前中國新能源汽車所面臨的各種問題是我的職責所在，是我的奮斗目標和意義所在。
記者：我們都知道進入2016年以來，市場上的電動車等新能源汽車越來越多，隨之帶來的電池安全問題也更加明顯，王教授能否從技術(shù)的角度為我們分析這些電池安全問題所產(chǎn)生的原因呢?
王武生：鋰離子電池在使用過程中不斷地充放電，引起熱脹冷縮，同時由于不斷地運動，導(dǎo)致電極材料與集流體的分離。分離后的電極材料不斷地向機械強度最低處移動，最后集中形成堆積現(xiàn)象——我們常說的手機電池“鼓包”現(xiàn)象。由于電極材料的堆積會對隔膜產(chǎn)生擠壓，內(nèi)電阻增加甚至于將隔膜磨穿，引發(fā)爆炸或燃燒。
在電極材料的移動過程中，同時會對正負極的表面產(chǎn)生磨損，使原來光滑的表面變得粗糙。粗糙的表面在進行充放電的過程中，在表面進行的電化學反應(yīng)會產(chǎn)生尖端“放電”現(xiàn)象，就如避雷針一樣，使電化學反應(yīng)的強度大于其它部分，從而引發(fā)表面產(chǎn)生枝晶，枝晶的產(chǎn)生會引發(fā)隔膜穿孔現(xiàn)象，產(chǎn)生短路從而導(dǎo)致燃燒爆炸的發(fā)生。雖然電池行業(yè)都知道長枝晶是引起爆炸的主要原因，但到底為什么長枝晶，一直沒有發(fā)現(xiàn)長枝晶的機理，我們是世界上最早也是唯一發(fā)現(xiàn)其原因的。
記者：你認為三星的note7的爆炸門事件是這個原因引起的嗎?
王武生：不是!三星的note7雖然也是由于長枝晶引起內(nèi)部短路造成的爆炸，但這種枝晶的產(chǎn)生不是由于長期使用導(dǎo)致的磨損表面引起的，而是由于生產(chǎn)工藝中缺少一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)生產(chǎn)引起的，不僅是三星的電池，現(xiàn)在所有的鋰離子電池從發(fā)明到現(xiàn)在都缺少這個環(huán)節(jié)。這個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的缺失會造成電極產(chǎn)生邊際長枝晶效應(yīng)，從而在非常短的時間內(nèi)引發(fā)爆炸。我有次在做電解試驗時僅僅只有八個小時正負極板就短路了。我認為三星的電池爆炸主要是邊緣長枝晶效應(yīng)引起的。
記者：你的意思是所有的鋰離子電池都會產(chǎn)生爆炸?那為什么只有note7發(fā)生爆炸呢?
王武生：是的。如果不解決這個生產(chǎn)工藝的缺失，應(yīng)該是所有的鋰電池都會發(fā)生爆炸!實際上很多電池都發(fā)生了爆炸如蘋果手機、索尼電池，只是爆炸沒有三星的這次影響大而已!
記者：那你能解決嗎?
王武生：我已經(jīng)解決了這個技術(shù)缺陷，只要在現(xiàn)在的生產(chǎn)設(shè)備中增加一個環(huán)節(jié)就可以完全解決，并且不用對現(xiàn)在的設(shè)備改造，與現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備是兼容的。也只需增加萬分之五的成本，幾乎不影響生產(chǎn)成本。
記者：那你為什么不與三星聯(lián)系?三星公司為什么不使用呢?有報道說三星是由于生產(chǎn)管理漏洞造成的電池爆炸，你怎么認為?
王武生：事實上我與三星的總經(jīng)理聯(lián)系過，他只是禮節(jié)性地回復(fù)了我。為什么不用我的發(fā)明，這是大公司的通病，他們自認為自己的研發(fā)能力非常強大，對他人的技術(shù)從來就是不屑一顧。我們只要想想昨天世界上最強大的手機公司諾基亞就明白了，當初的諾基亞的研發(fā)團隊上千人，他們根本就不接受他人的先進技術(shù)，歷史正在重演，今天的三星如果不及時更新技術(shù)就是昨天的諾基亞!其實三星的生產(chǎn)管理還是非常嚴格的，但奇妙的是：越是嚴格的管理越想生產(chǎn)高品質(zhì)的電池，電池的安全反而越差!質(zhì)量相對好一些的山寨手機的電池反而相對安全一些!因為他們在生產(chǎn)中歪打正著地部分地彌補了生產(chǎn)工藝的缺失。
記者：面對市場上電池安全越來越明顯的問題，您致力于研究的安全動力電池技術(shù)有何優(yōu)勢所在呢?
王武生：首先我們通過對電極材料的表面進行改性處理，有效地防止了電極材料與集流體脫離，從而避免了隔膜的穿孔，提高了動力電池的安全性。同時，我們在現(xiàn)在的生產(chǎn)線上增加了防止邊緣枝晶產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，從源頭上防止了枝晶的產(chǎn)生。
我們的技術(shù)優(yōu)勢主要有三個方面：第一，無需對現(xiàn)有的電極材料等進行任何的化學改性，仍然采用原來的材料，只進行物理表面處理。第二，生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備不作任何的改變，只增加一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。第三，只增加生產(chǎn)成本的千分之一。
感謝王武生教授接受我們此次的采訪，從采訪中我們發(fā)現(xiàn)，王武生對安全動力電池技術(shù)的研究對解決市場上新能源汽車動力電池的安全問題具有里程碑的意義，我們相信在王武生及其團隊的努力下，動力電池安全技術(shù)一定能夠更上一個臺階，在不久的將來，電池的安全問題將不再成為我們使用新能源汽車的障礙。
連線人物
王武生
王武生在長期的創(chuàng)造過程中取得了豐富的科技創(chuàng)新成果，共取得了幾百項發(fā)明，獲得了國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的四十多項發(fā)明專利證書和四項美國專利。其中，發(fā)明的《WFY-1汽車碰撞模擬臺車》，改變了利用線性變量疊加合成非線性曲線的傳統(tǒng)方式，采用直接利用金屬管的變形吸能的原理，實現(xiàn)了波形再現(xiàn)，真正實現(xiàn)了自主開發(fā)， 打破了德國、美國在此技術(shù)領(lǐng)域的壟斷，被中國汽車認證中心、國家汽車監(jiān)督檢驗中心（上海）等采用，列為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目，獲上海市第四屆創(chuàng)造發(fā)明專利三等獎?！断藓深A(yù)緊式安全帶》的發(fā)明，打破了美國專利技術(shù)壟斷，填補國內(nèi)空白，它采用限力式安全帶大幅度提高了乘員的安全性，被中國奇瑞汽車公司、江淮汽車公司等采用，被列為上海專利二次開發(fā)項目。作為全國汽車標準化技術(shù)委員會會員，參與了多項國家標準的制定，如《汽車安全帶標準》、《汽車安全氣囊標準》并且主持起草《車輛前下部防護裝置》的國家標準，是上海市第一次自主負責起草和制定的汽車行業(yè)的國家標準。針對高原戰(zhàn)士缺氧及部分邊遠地區(qū)的小型醫(yī)院缺少醫(yī)用氧氣的狀況，開發(fā)了《家庭實用、車用小型電解制氧機》，獲得第十屆全國發(fā)明銀獎，據(jù)此發(fā)明制造的產(chǎn)品獲第十屆全國發(fā)明新技術(shù)產(chǎn)品金獎?！栋踩珟Ьo急鎖止試驗臺》試驗裝置原來一直依賴進口，每臺進口需19萬馬克，經(jīng)過對比試驗，該產(chǎn)品完全達到國外同類產(chǎn)品的性能，操作更為簡單，填補了國內(nèi)空白，價格僅需人民幣20萬元，已被中國汽車產(chǎn)品認證、解放軍總裝備部定遠試驗場、602直升機研究所采用。 除了在發(fā)明中取得了豐富的成果外還發(fā)表論文十多篇，其中在國家一級期刊共發(fā)表了具有創(chuàng)新理念和獨特見解的論文6篇。
