不燃燒的電池

葛幫寧

一家初創時期沒有一個電池技術專家，也沒有任何電池經驗，甚至連研發方向都提不出來的企業，卻在幾年后成為全球快充動力電池領導者，并用8年時間攻克鋰離子電池不燃燒技術，希望能重新樹立全球鋰離子電池安全技術標準。

這一切聽起來頗有些匪夷所思，但位于浙江湖州的微宏公司卻宣稱做到了。

3月19日傍晚，微宏公司在北京水立方高調首發不燃燒電池技術：由不燃燒電解液與耐高溫隔膜兩個主動防御措施，再配合智能熱控流體（Smart Thermal Liquid，簡稱STL）被動防御措施，最終實現鋰離子電池系統的不燃燒。

成立于2006年12月的微宏公司自2008年起開始進行電動汽車動力研發，通過研究消費者行為，制定三大研發目標：10分鐘快充；長壽命和不燃燒。其中，快速充電和長壽命這兩個目標，它表示已達成。

截至目前，裝載微宏動力的1萬多輛公交車和商用車已行駛在歐洲4個國家和中國27個省市，其總運行里程達6.2億公里，迄今沒有發生過任何電池事故。

此外，根據最早裝載微宏動力且已運行5年的車輛來看，汽車超過8000個循環，但電池性能下降不到7%。這個數據甚至好于實驗室測試數據。

按照微宏公司首席執行官吳揚的說法，作為一個能量載體，“鋰電池是自帶火柴的油桶，它的安全不可預測”。

以更具體的數字為例，依照目前電池制造的最高標準——日本18650電芯品控率2ppm計算，如果一輛汽車裝8000個18650電芯，那么每賣出10萬輛車，就有約1600輛存在自燃高風險。

通過對2013年1月兩架787飛機因鋰離子動力電池模塊燃燒而引起的迫降事故，和2006年因自燃而全球召回800萬臺筆記本事件的研究，微宏公司認為原因是鋰離子電池在使用過程中存在不可控的內短路而引發熱失控。

其后，經對電池發生熱失控的種種反應進行定量研究，吳揚說，他們發現內短路與材料屬性、生產工藝問題、循環過程中的損耗、不穩定設計、環境條件惡劣和機械性損傷等有關，但其根本是電解液。

因此，要提高電池安全性，首先就要提高電解液的安全性。微宏公司確定電解液開發目標有三：第一必須是不燃燒的；第二必須保證快充，具備十分鐘充滿電的能力；第三長壽命，這是降成本最好的辦法。

作為微宏公司所言的另一項重大技術突破，他們選擇“凱芙拉”作為制膜的基本材料。

《汽車商業評論》了解到，這是用來制作防彈衣的一種材料，用它生產的紙張也用在飛機機翼部分作增強材料，具有較高絕緣性。這種耐高溫隔膜與普通鋰電池隔膜相比，可以保證電池在300攝氏度高溫下也不會收縮，從而避免熱失控。

為什么要用8年時間才解決隔膜技術？

吳揚的解釋是，隔膜工業買不到標準設備，買不到生產線，也沒有人能做指導，“每家公司都高度保密，所有東西都要自己琢磨”，即使在全球，隔膜做得好的公司也非常少。

微宏公司一路走過很多彎路，比如“凱夫拉”一旦結晶，材料不會溶解，任何溶劑都沒用，這就意味著連芳綸這樣的原材料都得微宏公司自己合成。

“隔膜工廠首先是一座小化工廠，也是一個技術非常高超的化工廠，所以我們用了八年時間。”吳揚說。

即便如此，微宏公司也不完全滿意。如果主動防御系統失效或者外部短路失效，又如何建立被動防御系統？

他們研發的STL能在電池組內部發生細微內短路時迅速隔絕熱失控點，同時利用液體降低熱失控點的溫度，最大程度地降低電池組安全風險。

同時，STL還能均衡電池組內部溫度差異，并利用外部循環實現更好的溫度控制，即使電池組漏液，也能及時通過液體檢測發現，從而保障安全。

在吳揚看來，不燃燒電池技術的核心是隔膜。“某種程度上，不燃燒電解液可以被拷貝，所以我們通過隔膜技術設立門檻”。

他表示，STL技術即日起對同行全面開放，但希望國家能把它作為一個工業標準進行普及。

更長遠來看，微宏還會把不燃燒電池技術擴展到汽車以外的領域，而不僅僅是汽車動力電池，比如摩托車動力電池、手機電池以及充電寶等。

有業內人士告訴《汽車商業評論》，微宏動力的優點是安全、快充、衰減小，特別適合定路程定線路的公交車。但缺點也顯而易見，電池價格高出同行競爭對手很多。

眼下，微宏公司有300多人研發團隊正在研究高能量密度電池，包括170Wh/Kg、220 Wh/Kg、250 Wh/ Kg和300 Wh/Kg四種能量密度，其負責人來自三星，已有18年電池行業經驗。