不燃烧的电池

葛帮宁

一家初创时期没有一个电池技术专家，也没有任何电池经验，甚至连研发方向都提不出来的企业，却在几年后成为全球快充动力电池领导者，并用8年时间攻克锂离子电池不燃烧技术，希望能重新树立全球锂离子电池安全技术标准。

这一切听起来颇有些匪夷所思，但位于浙江湖州的微宏公司却宣称做到了。

3月19日傍晚，微宏公司在北京水立方高调首发不燃烧电池技术：由不燃烧电解液与耐高温隔膜两个主动防御措施，再配合智能热控流体（Smart Thermal Liquid，简称STL）被动防御措施，最终实现锂离子电池系统的不燃烧。

成立于2006年12月的微宏公司自2008年起开始进行电动汽车动力研发，通过研究消费者行为，制定三大研发目标：10分钟快充；长寿命和不燃烧。其中，快速充电和长寿命这两个目标，它表示已达成。

截至目前，装载微宏动力的1万多辆公交车和商用车已行驶在欧洲4个国家和中国27个省市，其总运行里程达6.2亿公里，迄今没有发生过任何电池事故。

此外，根据最早装载微宏动力且已运行5年的车辆来看，汽车超过8000个循环，但电池性能下降不到7%。这个数据甚至好于实验室测试数据。

按照微宏公司首席执行官吴扬的说法，作为一个能量载体，“锂电池是自带火柴的油桶，它的安全不可预测”。

以更具体的数字为例，依照目前电池制造的最高标准——日本18650电芯品控率2ppm计算，如果一辆汽车装8000个18650电芯，那么每卖出10万辆车，就有约1600辆存在自燃高风险。

通过对2013年1月两架787飞机因锂离子动力电池模块燃烧而引起的迫降事故，和2006年因自燃而全球召回800万台笔记本事件的研究，微宏公司认为原因是锂离子电池在使用过程中存在不可控的内短路而引发热失控。

其后，经对电池发生热失控的种种反应进行定量研究，吴扬说，他们发现内短路与材料属性、生产工艺问题、循环过程中的损耗、不稳定设计、环境条件恶劣和机械性损伤等有关，但其根本是电解液。

因此，要提高电池安全性，首先就要提高电解液的安全性。微宏公司确定电解液开发目标有三：第一必须是不燃烧的；第二必须保证快充，具备十分钟充满电的能力；第三长寿命，这是降成本最好的办法。

作为微宏公司所言的另一项重大技术突破，他们选择“凯芙拉”作为制膜的基本材料。

《汽车商业评论》了解到，这是用来制作防弹衣的一种材料，用它生产的纸张也用在飞机机翼部分作增强材料，具有较高绝缘性。这种耐高温隔膜与普通锂电池隔膜相比，可以保证电池在300摄氏度高温下也不会收缩，从而避免热失控。

为什么要用8年时间才解决隔膜技术？

吴扬的解释是，隔膜工业买不到标准设备，买不到生产线，也没有人能做指导，“每家公司都高度保密，所有东西都要自己琢磨”，即使在全球，隔膜做得好的公司也非常少。

微宏公司一路走过很多弯路，比如“凯夫拉”一旦结晶，材料不会溶解，任何溶剂都没用，这就意味着连芳纶这样的原材料都得微宏公司自己合成。

“隔膜工厂首先是一座小化工厂，也是一个技术非常高超的化工厂，所以我们用了八年时间。”吴扬说。

即便如此，微宏公司也不完全满意。如果主动防御系统失效或者外部短路失效，又如何建立被动防御系统？

他们研发的STL能在电池组内部发生细微内短路时迅速隔绝热失控点，同时利用液体降低热失控点的温度，最大程度地降低电池组安全风险。

同时，STL还能均衡电池组内部温度差异，并利用外部循环实现更好的温度控制，即使电池组漏液，也能及时通过液体检测发现，从而保障安全。

在吴扬看来，不燃烧电池技术的核心是隔膜。“某种程度上，不燃烧电解液可以被拷贝，所以我们通过隔膜技术设立门槛”。

他表示，STL技术即日起对同行全面开放，但希望国家能把它作为一个工业标准进行普及。

更长远来看，微宏还会把不燃烧电池技术扩展到汽车以外的领域，而不仅仅是汽车动力电池，比如摩托车动力电池、手机电池以及充电宝等。

有业内人士告诉《汽车商业评论》，微宏动力的优点是安全、快充、衰减小，特别适合定路程定线路的公交车。但缺点也显而易见，电池价格高出同行竞争对手很多。

眼下，微宏公司有300多人研发团队正在研究高能量密度电池，包括170Wh/Kg、220 Wh/Kg、250 Wh/ Kg和300 Wh/Kg四种能量密度，其负责人来自三星，已有18年电池行业经验。