2025-16-04
“雙碳”背景下，鋰離子電池（以下簡稱“鋰電池”）因其高能量密度和長壽命，成為消費電子設備、新能源汽車和儲能基礎設施的優(yōu)選電池方案。2024年全球鋰電池出貨量達1502GWh，同比增長26.0%。我國是全球最大的鋰電池產(chǎn)銷和出口國，全球占比超七成。近年來，全球范圍內(nèi)鋰電池火災事故頻發(fā)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展敲響安全警鐘。通過對全球鋰電池安全事故梳理分析，建議從提升產(chǎn)品本質(zhì)安全、強化行業(yè)運行安全和完善產(chǎn)業(yè)鏈安全三方面推動我國鋰電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，筑牢安全基石。
■■ 安全問題已成
威脅產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵“堵點”
第一，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球領(lǐng)先，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不協(xié)同問題尚存。市場規(guī)模方面，2024年我國鋰電池總產(chǎn)量達1096.8GWh，同比增長41.0%。全球電池聯(lián)盟發(fā)布的2024年十張電池護照試點項目中我國企業(yè)占六席，領(lǐng)先態(tài)勢明顯。產(chǎn)業(yè)鏈四大環(huán)節(jié)中原料開采和回收利用環(huán)節(jié)明顯滯后于生產(chǎn)制造和終端應用。原料開采指從礦產(chǎn)中提取電池原料。回收利用涵蓋梯次利用和報廢回收，前者將退役電池再利用于儲能等低能量密度領(lǐng)域，后者提取可再用金屬。生產(chǎn)制造包含電芯制造與電池組裝，前者以正負極等材料制造為基礎。終端應用主要服務于儲能系統(tǒng)和新能源汽車。
第二，生產(chǎn)制造為事故高發(fā)環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)擴張速度與安保匹配脫節(jié)使回收和運輸環(huán)節(jié)成新安全風險點。據(jù)不完全統(tǒng)計，2024年全球鋰電池安全事故中發(fā)生于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)占比近1/3，部分企業(yè)非首次發(fā)生事故。產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴張推動出海與回收環(huán)節(jié)拓展，部分企業(yè)忽視配套安保導致安全隱患攀升。出海熱潮帶動鋰電池港口海運量激增，2024年近七成運輸環(huán)節(jié)事故發(fā)生于港口。鋰電池回收環(huán)節(jié)安全事故呈單點分散，2024年中美英法四國各發(fā)生1起。我國終端應用環(huán)節(jié)安全事故相對較少。儲能基礎設施安全事故多發(fā)于美歐，2024年5起嚴重事故均發(fā)生于美、德，2023年15起儲能火災中，美國占6起。我國新能源汽車鋰電池火災呈下降趨勢，火災發(fā)生率從2021年的1.85/10000降至2023年的0.96/10000，低于燃油車的1.5/10000。
第三，技術(shù)短板和行業(yè)“內(nèi)卷式”競爭是產(chǎn)業(yè)安全問題的兩大誘因。電池管理精度低、續(xù)航有限、回收繁瑣等共性技術(shù)瓶頸是鋰電池主要風險來源。電池管理系統(tǒng)（BMS）精度低致監(jiān)管不到位易造成鋰電池熱失控引發(fā)火災。約65%的新能源汽車事故由電池熱失控引起，BMS實時監(jiān)測電池狀態(tài)并及時切斷電源，協(xié)同溫控系統(tǒng)開啟冷卻功能可以預防熱失控引發(fā)的火災。過度充電與違規(guī)改裝是緩解續(xù)航焦慮的常見錯誤方式，長時間充電易使鋰電池過充，加劇熱失控風險，近三成新能源汽車火災發(fā)生在充電期間。續(xù)航不足致部分電動自行車商家違規(guī)改裝鋰電池，“小作坊”以次充好、以舊充新造成安全隱患。回收環(huán)節(jié)技術(shù)繁雜加劇安全風險，拆解、粉碎、熱解、萃取等任一環(huán)節(jié)的操作不當都可能導致電池自燃。行業(yè)“內(nèi)卷式”競爭致部分企業(yè)在生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)過度“降本增效”突破安全紅線。部分企業(yè)產(chǎn)線布局設計不合理、員工培訓演練不充分，埋下安全隱患。個別企業(yè)為削減運輸成本，違規(guī)利用豁免條款將鋰電池產(chǎn)品當普通貨物運輸，增加鋰電池因碰撞擠壓而短路起火風險。
■■ 全球鋰電池安全事故
給我國企業(yè)帶來啟示
第一，優(yōu)化鋰電池材料和電池管理系統(tǒng)，以技術(shù)提升產(chǎn)品本質(zhì)安全。優(yōu)化材料提升鋰電池熱穩(wěn)定性。一方面，鋰電池熱失控后，電解液和正極材料在高溫下劇烈反應引起起火甚至爆炸。目前，市面上電解液安全溫度通常低于80℃，是鋰電池熱穩(wěn)定性的短板。通過引入添加劑等手段提升電解液熱穩(wěn)定性，研發(fā)高能量密度且熱穩(wěn)定性好的正負極材料，是提升鋰電池熱穩(wěn)定性的主要途徑。另一方面，提高BMS精度和監(jiān)控能力防范鋰電池熱失控。BMS負責鋰電池數(shù)據(jù)采集、平衡管理和安全預警等功能。模擬前端芯片和微控制器是BMS實現(xiàn)監(jiān)測和控制的核心，亞德諾、德州儀器、恩智浦等美歐企業(yè)憑借早期技術(shù)積累和市場布局占據(jù)較大市場份額，我國亟待實現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化突破。
第二，完善運營體系及售后保障，以服務強化行業(yè)運行安全。一方面，建立健全運營體系提升企業(yè)生產(chǎn)安全。鋰電池生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)冗^程要求嚴格，不當操作可能導致火災等安全事故。鋰電池行業(yè)“價格戰(zhàn)”日趨白熱化，部分企業(yè)為降本存在放寬測試環(huán)境、松懈培訓演練、放松倉儲運輸監(jiān)管等問題，由此增加安全事故隱患。企業(yè)亟需守住安全紅線，制定應急響應預案，切實落實安全責任機制，有效防控風險。另一方面，加強充電樁建設和換電站兼容性助力行業(yè)發(fā)展安全。充電網(wǎng)絡覆蓋度與便利性是消費者的重要考量因素。2024年我國公共充電樁占比不足三成，充電基礎設施建設呈現(xiàn)區(qū)域集中性，充電樁建設亟待加強。換電模式快速高效且換電站備用電池充電可配合電網(wǎng)削峰填谷降低成本。然而，新能源汽車企業(yè)間鋰電池規(guī)格標準、協(xié)議不統(tǒng)一大幅增加換電難度和成本。行業(yè)應盡快統(tǒng)一新能源汽車鋰電池標準，提高換電站兼容性，以集中管理增強行業(yè)運行安全。
第三，厘清回收流程與電池安全責任主體，以制度完善產(chǎn)業(yè)鏈安全。完善回收技術(shù)流程，補齊產(chǎn)業(yè)短板。電池回收是新能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。當前我國新能源汽車鋰電池規(guī)范化回收率不足25%，面臨正規(guī)回收企業(yè)“吃不飽”，小作坊風險高的困境。行業(yè)迫切需要暢通鋰電池回收渠道，提升回收技術(shù)能力和操作規(guī)范性，借助數(shù)字化手段健全鋰電池全生命周期回收體系，強化鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈安全。明確電池安全責任歸屬以提高售后管理保障，完善產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。全生命周期安全責任制將助力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈安全管理。儲能設施方面，海外大部分企業(yè)提供電池全生命周期服務，國內(nèi)質(zhì)保期一般為3——5年，最長為7年。新能源汽車方面，海內(nèi)外企業(yè)雖然大都提供8年或15萬公里左右的質(zhì)保期，但免責條款多且不統(tǒng)一。電池生產(chǎn)企業(yè)和新能源汽車企業(yè)需秉承全生命周期管理理念，采納主動溯源技術(shù)，落實好生產(chǎn)者責任延伸制度。
■■ 多措并舉
推進產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展
第一，推動電池體系技術(shù)開發(fā)，改善產(chǎn)品本質(zhì)安全。加大新型正負極材料、電解液和隔膜的研發(fā)投入，改善電池材料熱穩(wěn)定性，推動磷酸錳鐵鋰電池研發(fā)應用，推廣半固態(tài)電池商業(yè)化試用，提升固態(tài)電池和鈉離子、鎂離子電池研發(fā)力度。以提高BMS相關(guān)芯片自主供給能力為關(guān)鍵突破口，暢通產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)堵點，加速國產(chǎn)替代，從源頭實現(xiàn)電池管理優(yōu)化，確保鋰電池工作安全。
第二，促進行業(yè)自我規(guī)范，加大配套設施建設力度。加強企業(yè)監(jiān)管，確保生產(chǎn)過程規(guī)范，通過協(xié)會構(gòu)建溝通橋梁，強化行業(yè)引導，避免產(chǎn)能過度擴張，推動企業(yè)技術(shù)合作，避免“內(nèi)卷式”惡性競爭，共同維護市場秩序。統(tǒng)籌推進城鄉(xiāng)充電“一張網(wǎng)”建設，加大充、換電基礎設施建設力度，優(yōu)化設施布局，保障后期運營服務，完善電動汽車充、換電電價政策，推廣智能有序充電，推動車網(wǎng)互動協(xié)同發(fā)展規(guī)模化應用。
第三，健全電池回收利用產(chǎn)業(yè)鏈，加速產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。規(guī)范電池回收利用標準，提升市場監(jiān)管效能。產(chǎn)學研結(jié)合，通過協(xié)會、學術(shù)論壇等方式促進電池生產(chǎn)企業(yè)、新能源汽車企業(yè)與第三方回收服務商深度合作，解決廢舊電池快速篩選重組等技術(shù)難題，提升產(chǎn)業(yè)鏈流動性，完善電池回收利用體系。融合數(shù)字化研發(fā)與智能制造，加速電池產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為電池配備專屬二維碼，推動電池產(chǎn)品可追溯認證，建立企業(yè)黑白名單，全方位推進體系構(gòu)建、試點示范、政策標準化和國際互認等工作，提升電池全生命周期可溯性。
