电池安全一直是能源安全的关注重点，也是交通出行的重要环节，IBSW国际电池安全大会每两年举行一次，议题围绕全球动力电池最新研发成果，探讨电池各类型安全问题。继2015年德国慕尼黑、2017年美国新墨西哥州，2019年IBSW在北京举行。来自全球高等研究机构和院校专家教授、全球动力电池企业技术研发管理人员近400人参加了本次会议。会上，美国Celgard公司张正铭（John Zhang）介绍有关锂离子EDV爆炸与火灾的相关内容。内容实录如下：

今天讲一点具体的例子。我今天讲一下锂离子电池和电动车，我们就EDV和ESS爆炸的一些讨论，是很严重的情况，因为对于小的电池来讲可能会有火灾，大的电池可能会造成爆炸的事件。我先做个广告，一直在修改，这应该是很早期的时候我们当时做了这样一个标准，这是一个技术的电池的标准，我们也一直在修改，我们也需要更新和修改。

这是开始索尼出现这个状况的时候。这是我们的飞机，这其实不是锂电池的爆炸，是DOT的信息。另外一个飞机爆炸，是从天上掉下来的，到底什么原因造成的。还有一些我们的情况，最近在加拿大也有火灾的情况、爆炸的情况、建筑物爆炸的情况。

这是非常典型的，在充电站以及电动车开始冒烟，很多烟，之后就爆炸了，之后造成火灾。

我们想要分析一下造成的原因。大家都熟知这样的情况，当时自爆的情况，目前Model 3已经很好了、已经改进很多了。我们看一看这个现象，最开始我们看到白烟冒出来了，最后整个车就爆炸了，最开始是先冒了白烟。我们看一下慢动作，这是白烟的区域，之后起火，是一个慢动作的展示。我们先看白烟其实跟起火的趋势是一致的，一为着这个白烟其实是爆炸点和起火点，所以白烟很重要。到底这个白烟是什么造成的呢？我们之前做了一个分析，当时我和我的朋友JP Peres和P.Biensan我们几个人做了分析，这是一个正极的图像，是一个满负荷的正极。我想要解释的是，这里的白烟是来自于正极和电解质，会形成白烟，这个时间实际是非常短的，一毫秒的时间，你会看到高速摄影机，这里的照片其实我用的是慢放，高速摄像机的慢放，如果能放出来的话就可以看到。这是非常慢的慢动作，大概一秒的时间，我们使用激光来进行拍摄，这里面有碳电解质、碳电极，你会看到白烟的产生，在一毫秒的时间内就产生了白烟，是因为热吗？而且还有很多的气体，我把它叫做爆炸气体。它的成份我们也分析了一下。

还有一张照片是关于负极的，在负极你不会看到白烟，你不会看到整个的电极发生这个反应，你只会看到电极上的一个点，这个点你会看到出现问题，但并没有蔓延，没有突然的反应，或者说突然的大量的热的释放。所以和之前汽车的爆炸相比，首先是白烟，然后着火，你可能会觉得是不是和白烟相关呢？这个白烟是什么呢？我们分析了一下这个白烟，绝大部分成份是C2S4，实际负极和这个反应没有太大的关系。

接下来是负极，我们看到这是很快的热的传导效应，碳锂、NIC6，不管我们使用什么样的负极，都是同样的结果，即便整个都把它烧了，也不会产生蔓延，有可能在一些小的点会出现小的火。

看一下这张图片，这个是我的一个学生问我，他说你谈到了负极的稳定和正极的稳定，你谈到了电解质，能不能把它们结合在一起做一个图呢？我们把纵轴作为能量的登记，负极在这个区域，我们正极的电位是在这里，这是我们的充电、放电的曲线，所以你第一次放电的时候，就是从这儿到这儿，你有SEI的形成，这里我们是使用磷酸铁，我们看到里面是含氧的，如果我们使用负极激光的实验，我们会用高速摄影机，我们看到是磷酸铁，没有火焰、没有火星。其中含氧的负极都会出现这个问题，都会有非常小的火星或者非常小的火苗，我的这个图片还是不太好放出来，所以当我们谈到电池安全的时候，我们必须要提到负极，负极本身是否稳定、正极是否稳定，另外一个就是我们的电解质是否稳定，这三者必须要结合在一起。还有界面，正极和负极、电解质之间的界面，可以看到上面是HOMO，上面是LUMO，相当于一个传导，对固态电池也是同样的一张图片，都是用正极，它的能量比LUMO更高，区别就是SEI，这张图告诉我们什么吗，正极在SEI形成之后并不稳定，我们理论上可以让它稳定，但是它不是实际的成份，也不是一个稳定的系统，所以这个状态就非常危险，这取决于SEI，SEI会造成正极的稳定性，如果没有SEI的话，正极会出现非常剧烈的反应。

如果我们使用磷酸铁的话，可以看到负极的电压是非常稳定的，之前有教授也谈到了高镍的负极它也会存在一些问题，我觉得负极本身是不稳定的，尤其是811，你会看到55%的相关结构他们会产生氧气，而且会有崩溃的趋势。这些信息其实给了我们很多的启发，我们希望能够了解它背后的机理。

还有一张图表是和白烟相关的，还有和爆炸、火势相关，首先我们要了解这个白烟是什么，这就是反应，我们也是对白烟有非常详细的分析，负极反接，大家可以看到，有H2O、氧气、C2H4等等，大部分内部的冲击，比如说像枝晶，都是有可能会导致像爆炸这样一些事件的，所以大家可以看到，它会产生很多的热，如果到了一定的临界点，我们会使用激光来控制这个能量，来控制电解质的表面。有些情况下可能会破坏SEI，SEI是非常脆弱的，它并不稳定，它会产生这些化学物质，这些叫做爆炸气体或者说着火的气体，有一些会引发热点或者火星，最终导致爆炸，这两者在一起可能会产生一些反应，热传导到负极，负极也会爆炸，如果说氧气来自于空气的话，也有可能会导致爆炸，所以我们会需要一个启发、起点。

比如说像内短路各种各样不同的情景，比如说第一个短路，由正极导致的，产生大量的热、产生大量的能量，是非常危险的短路，这是我们15年前做的实验，也是产生大量的能量，如果说负极着火的话也会造成很大的危险，这都是一些危险的短路，之前我们也谈到了快充，快充有很多的问题，比如说产生应力，还有SEI等等。

基于这个机理我们试图来做一些实验，我们使用的是50安培的电池，这个是250安培，你看到发生了什么？非常可怕，用钉子来刺穿，我们看到5个电池都爆炸了，如果说我们增加一些添加剂的话，只有一个电池出现了问题，其他的电池都没有问题。但是我们还有其他的一些做法，比如说SEI、稳定性等等，还有其他的一些方法论，能够极大的来帮助单个电池提升它的稳定性。中间的这个电池是着火并且爆炸，其他电池都是增加了一些化学添加剂，这四个电池没有问题，你可以一直用下去。

我们有不同的一些模式，现在有一些厂商他们也是和我们签署了合同，现在有一些车应用我们的技术跑在路上，我想说他们走是非常安全的车。另外我们还有很多的专利正在申请的过程中，希望我们在全世界能够有更多的合作伙伴，也感谢给我这个机会。谢谢！