在2010中国绿色产业和绿色经济国际博览会上，上海通用汽车推出了锂电池短途电动汽车，这款车是专门为城市市民上下班设计的。（本报记者 原小瑛 摄）
编者按 本报在11月23日刊发《电动汽车“心脏”期待化工攻关》一文，报道了电动汽车商业化的瓶颈在于其核心部件锂电池尚待化工技术的突破。文章刊发后不久，本报收到了江苏常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康的一篇文章。文章提出，除了核心材料需要攻关外，锂电池的安全问题更是横亘在技术发展中的一道门槛。沙永康是一位长期致力于新能源研究的专业人士。我们认为，他的观点对当前国内正在迅猛发展的电动汽车产业是个提醒。现将其全文编发，供业内人士参考。
中国对新能源汽车的热情所带来的风潮，正在使曾经在移动通信和移动视听方面带来极大便利的锂电池成为最热门的竞争和关注点之一。但是，当更多人在续航里程、电池寿命以及充电站等方面绞尽脑汁时，一个非常重要的根本问题似乎被忽视了，那就是——它足够安全吗？
爆炸威力比炸弹还厉害
锂电池是个天使。1978年3月，供职于美国埃克森石油公司的化学家斯坦利·韦廷汉姆发明锂电池。锂是自然界已知最轻的金属，因此相比当时其它电池而言，比能量最大，即质量最小最轻，而且大电流充、放电、自放电等性能十分优异。由此引发了世界上科技界、企业界的大力研发。其中日本索尼公司为了其“随身听”产品找到方便且可反复充、放电的电池，经十几年的研发，率先形成商用。适逢移动电话问世，锂电池为之微型化、轻量化作出了贡献。后来锂电池又普及于微型电子产品，如音乐播放器上。如今我们开始用于电动工具、电动汽车上。
但是，锂电池也是个魔鬼。今年9月，美国联合包裹服务公司（UPS）运营的一架波音747－400型货机在阿拉伯联合酋长国迪拜坠毁，两名机组人员丧生。美国联邦航空管理局经调查后指出，失事客机载有大量锂电池，锂电池在空运过程中可能因过热而起火爆炸。
去年，一个荷兰人买了美国苹果公司的一款锂电池智能手机，某天将手机随意放在家里的桌上，处于待机状态的手机突然发出一阵怪异的声音。他预感可能手机电池出了问题，马上冲过去把手机从窗户扔出去。手机还未等落到窗外的花园里就炸开了。苹果公司为了不让事态扩大，赔付了一笔巨款。
还有未见诸报端的安全事故。2008年，北京一家电动汽车研发机构在做锂电池充放电试验的时候，突然电池起火，所幸研究人员就在旁边，迅速切断了电源，没有造成伤亡。如果无人在场的话，后果会很严重。另外几年前，某高校汽车研究所，一辆锂电池电动汽车晚上突然起火，连同旁边的一辆老爷车一同化为灰烬。
手机锂电池内含锂金属约5克，一辆电动微轿车，若储电30千瓦时，其电池组内含锂金属约50千克。储电160千瓦时的公交大客车含锂在250～300千克。手机电池的爆炸尚会令人谈虎色变，一组微轿电池若发生万一，后果不可想象。倘若是储电160千瓦时的电动公交大客车发生爆炸，无疑相当于一个炸弹，而且还是一个大炸弹。
美国研究者称，手机锂电池爆炸是1/500万的机率。手机里装有1块锂电池，爆炸的概率不大。而公交大客车如用手机锂电池串并联成电池组的话，要安装约1万块锂电池，爆炸的概率则上升到1/500。
当然，真正商业化的电动汽车不会用手机锂电池来组装电池组，而是用容量比较大的锂电池来组装，但也需要几百上千块锂电池。同时，大容量电池和小容量电池各有各的问题。用小容量电池组装，爆炸机率高，但是它个小，容易散热。用大电池组装，爆炸机率低，但是它不容易散热，无疑又增加了安全隐患。虽然电动汽车上配备有电池管理系统，可以适时给电池散热，在一定程度上降低了风险，但问题是高温只是引发电池爆炸的一个原因，并不是全部。
目前，锂电池在手机和音乐播放器上已经不可或缺。为了最大程度降低风险，美国交通安全管理局（TSA）建议，锂电池手机和音乐播放器电池使用应注意以下几点：一是使用原装充电器。二是使用原装电池。三是不要将电池处于高温环境下，并且避免膨胀。四是不要改装电池。五是充电时不可通话或放电。
根据TSA以上建议的第五条：充电时不可通话或放电来看，现在电动汽车锂电池有边充电、边放电的工况，这是否安全、合适需要研发者进一步实验证明。
爆炸原因尚未找到
目前，世界各国的锂电池专家都没有搞清楚何种情况下锂电池会爆炸，何种情况下不会爆炸。可怕就可怕在这里，因为无法对症下药，各种能想到的防范措施也就无法做到万无一失。
锂电池爆炸的原因有待破解，但显然与其自身的构成要素脱不了干系。
一是正负极短路引发爆炸。通常一块锂电池由正极、负极、隔膜、电解液、单体外包装等五大要素组成。当年，索尼公司研制成功的第一批商用锂电池，其正极由锂的化合物钴酸锂制成。但由于钴属于稀有金属，后来多采用锰、铁、钒、镍等以及高分子合成材料，甚至以空气作为电极之媒介。不同的正极材料，其能量、安全性、工作电压各异。负极由石墨及各种混合、合成、复合材料担当。石墨分子的空间，是供锂离子储存的空间格子。
充电时，正极的锂离子绝大部分转移至负极的空格内。当负极上锂离子过度积聚到一定极限，锂离子就会溢出，生成枝状晶体。这些晶体生长蔓延，刺破隔膜，使正负极接触，于是短路就发生了。此时的短路会瞬间释放出大量的热，使容易发热的和燃烧的电解质沸腾起来，最终爆炸，称为热失效。此外高温、刺穿、击穿、金属屑连通以及车辆碰撞造成对电池的挤压都成为正负极短路出现热失效的原因。
二是自身化学反应导致爆炸。锂电池本身具有自放电的特征，即在电池外界不充、不放的条件下，它内部也在进行程度快慢不一的化学反应。性能优异的电池则自放电率低，反之则自放电率很高。这种内部的化学反应会使得一部放在桌子上的音乐播放器在关机状态发生爆炸。
三是快充快放导致爆炸。充电放热、放电吸热是锂电池的一个特征，但有时候充电太快也会出现发热的现象。这是因为化学反应来不及将电能转化为化学能，放电时电池升温则是化学能来不及转化成电能所致。因此充电时一般有管理系统而无恙，但放电时反而会出问题。基于这样的原理，锂电池放电的电流不宜太大，若电流太大、持续时间太长或许会使化学反应剧烈而升温发热，乃至起火爆炸。
事实上，现在宣传的有关于锂电池能快充电、快放电的概念，是相对铅酸电池等快一点而已。但若超出锂电池充放电之极限，危险也许就在不远处潜伏。至于锂电池到底合适多大电流放电，应由实际来定。但对于汽车行驶工况而言，瞬间大电流放电是常事，这对锂电池来说是个考验。
现在，充放电的过程是可控的，可以通过制造工艺、金属粉末、人工等降低危险性，但电池内自身化学反应目前尚难以控制。
所以，基于安全性等原因，欧美、日本企业均把电动汽车作为中长期研发项目，预计2015年、2020年、2030年商用的都有。而我们似乎急了一点，计划在未来2～3年要达到规模量产，这在技术上毫无把握。国外是在试验，而我们却在押注赌博，试图“弯道超车”，由此带来的风险极大。
如何回收利用暂无良策
如果说锂电池在使用过程中是一个微型活火山，那么报废后的锂电池似乎是一个死火山。报废后只要不解体，锂电池的五大要素齐全，其化学反应便不会中断，只是程度降低。有可能在外界某种条件的触发下出事故。所以锂电池生产企业和研究机构目前就像对待核燃料一样，将报废后的锂电池单独封存在仓库里，视其为危险物品，不敢碰它。
其实废旧锂电池封存起也存在安全隐患。2003年，武汉硚口汉西一路的长江板材市场内的一处废置厂房失火，火灾引燃了一房间内堆积的废锂电池。电池遇到高温纷纷连环爆炸。据附近居民反映，响声如同炸弹接连爆炸一般，一直持续了十几分钟。由于锂电池内部的化学成分，干粉灭火器一度无法灭火。最后大火将整间屋子烧光，只剩下一些锂电池的外壳。
如果按照中国政府2009年颁布实施的《汽车产业调整和振兴规划》，到2011年，电动车、混合动力车、氢燃料电池车将达到50万辆，那么届时将有数十万辆新能源汽车驶上城市街头。一辆公交车最多两年就得换一批电池，轿车则根据行使里程数来决定锂电池的使用年限。但肯定的是，市场上的锂电池数量将剧增，同时封存在仓库里的报废锂电池也将剧增。
很可惜，目前锂电池的回收利用是世界性难题。各国都没有研发出工厂化的回收技术和设备。国内在废旧锂电池的回收管理上更是一片空白。手机废旧锂电池多年来就处于无人管的状态。但是手机锂电池毕竟个小、含有锂的量也少，另外这些电池分散在各处，降低了风险。车用锂电池可就大不一样了，大量的锂电池聚集在一起，风险大大增加。
目前电动汽车只是在示范，问题还不大，如果未来几年电动汽车满街跑的话，大量的报废电池怎么来解决？由此可见，电动汽车的使用虽然解决了环保问题，又带来了安全问题。想要两全其美，任重道远。
近几年，锂电池着火爆炸的事故频频发生。图①今年6月，南京一辆停在路边的锂电池电动自行车自燃。图②今年9月，扬州仙鹤寺围墙外的充电站在给自行车充电时突然起火，仙鹤寺险些被毁。图③今年9月，泉州一辆电动自行车突然起火爆炸。图④2003年武汉一废弃厂房的锂电池起火爆炸，只剩下一堆锂电池外壳。 （CFP 供图）
