氢储风光微电网，听君一语胜读书。2021年1月23日，《新能荟客厅》栏目组来到中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，NE-SALON新能荟的张真人与欧盟科学院院士、中科大博士生导师孙金华教授展开了一场围绕锂电安全问题的对话，以下为访谈对话精华摘要。

从火药到消防，孙金华的跨国求学之路

孙金华出生于1962年6月，是江苏常州金坛人。文化大革命刚结束的1979年，作为普通农民的儿子，17岁的孙金华幸运地考入华东工程学院（现南京理工大学）化学工程系，师从王泽山（中国工程院院士）攻读火箭火炮的火药与装药设计专业，并获得硕士学位。1989年初，他被国家分配到安徽理工大学任教。

在安徽理工大学做老师的6年中，孙金华觉得自己的知识水平还不够，“你要教给学生一杯水，你自己必须首先有一桶水”，于是1995年他又通过考试获得日本文部省全额奖学金到日本东京大学工学院学习，拜入现任国际火灾安全科学学会主席平野敏右教授门下，三年后获得博士学位。1999年，孙金华在日本国立消防研究所做了三年的研究院，并入选日本学术振兴会会士。

2002年，孙金华作为中科院“百人计划”海外引进人才，受聘为中科大教授、博士生导师，加入以范维澄院士为首的火灾科学国家重点实验室教研团队，先后担任火灾实验室副主任、能源火灾安全研究所所长等职务。孙金华在《新能荟客厅》对话节目中介绍道，其学术研究方向主要有三大类：第一大类就是新能源火灾，这一块主要包括锂电池、氢能等方向的火灾安全研究；第二类是化工危化品火灾和爆炸的基础理论和防治技术；第三类是建筑火灾的立体火蔓延防控技术。

2018年，孙金华教授当选为欧盟科学院院士。孙金华曾先后获得国家科学技术进步奖、国家973计划项目首席科学家、国际火灾安全科学学会贡献奖等个人荣誉，并享受国务院政府特殊津贴。

锂电池比我们想象中安全，但还可以更安全

孙金华在《新能荟客厅》节目中谈到，我们国家从2001年就开始安排专项资金扶持新能源汽车技术的研发，经过近20年的努力，我们国家现在的新能源汽车技术水平基本上跟国外并驾齐驱，个别地方已经实现了弯道超车。2020年，中国新能源汽车销量约130万辆，新能源汽车保有量约500万辆（全球第一），约占全球50%左右的份额。现在不仅是欧美国家，我们国家也是在不同地区都制定了燃油汽车限售时间表，电动汽车肯定是未来的发展方向。

孙金华认为，新能源电动车安全基本上是有保障的，现在国家出了强制标准，乘用车必须安装预警系统，就是说在电池着火之前的5分钟要给出预警信号，保障司乘人员有足够的时间逃生；而大巴车等公共交通车辆不仅要有预警，而且还要有灭火系统，所以应该说安全这一块，基本上还是有保障的。新能源汽车给普通老百姓的感觉就是火灾发生频率非常高，但事实上根据权威数据统计显示，新能源汽车每年发生火灾的概率在万分之一左右，并不比燃油车起火概率高，但还有很大的进步空间。所以我们要想办法，不仅要把新能源汽车、储能电站等锂电池应用场景的火灾发生概率降下来，并且要将火灾事故后果控制住。

锂电池不能一味追求高能量密度

钛酸锂、磷酸铁锂电池相对来讲还是比较安全的，因为它能量密度比较低。新能源汽车有续航里程的焦虑，那么就要发展三元锂电池等高能量密度电池，其正极材料是由镍、钴、锰、这三种金属组成，这个电池按照镍、钴、锰的配料比例，分111、523，622、811甚至还有说发展9半半的电池，这些三元电池的能量密度提高了以后，确实其危险性也同步增长，它的火灾危险性要比磷酸铁锂电池的危险性要增大许多，主要的原因就是三元正极材料在分解的时候会放出大量的氧，它就不需要喷出来与空气当中的氧结合来着火了，如果三元锂电池过充，有时候就会直接发生爆炸。我们做实验的时候也遇到过这样的情况。所以孙金华认为，在安全性没有得到充分解决之前，不要一味去追求高能量密度，在安全保障有的前提下适当提高能量密度则是可行的。

新能源车续航和安全的矛盾仍需协同攻关

关于锂电池安全，产业界也有很多尝试和探索，比如比亚迪推出的磷酸铁锂刀片电池，蔚来打算推出续航1000公里的半固态电池，广汽也宣传8分钟超级快充80%的电池技术。

针对上述锂电前沿动态，孙金华认为，你要追求续航里程，又要追求快速充电，又要追求安全，又要追求低成本的话，目前的技术可能还不够，未来五年到十年或许能实现。高能量密度和高安全，是大家追求的目标，但这个实际上是一个矛盾：能量密度高了，势能就高了，就处在一个比较危险的状态，怎么解决这一矛盾呢？可能还要我们从事电化学性能研究的专家，和从事安全研究的专家一起进行协同攻关。当然固态电池、锂空电池等技术都是一个研究方向，但是这些技术到产业化，可能还有一定的路要走，目前比较成熟的，还是液态锂离子电池。

锂电池的安全分为三个层面，每个层面都很关键

第一个层面，本体安全。也就是锂离子电池的本体安全。这需要找出锂离子电池火灾发生孕育的机理和机制，“就跟打蛇一样的，我要找到蛇的七寸，我就能够做到比较高效的来防止它”，即从电池的正极材料、负极材、电解液、隔膜等材料自身的稳定性、各材料之间反应特性，以及电池系统的安全设计入手，研发出具有本体安全的锂离子电池，最大可能降低锂离子电池火灾发生的概率。

第二个层面，预测预警。需要从电池热失控孕育机制、热失控过程的内在规律和表观参数特热失控预测模型等入手，研发基于多参数融合的多级预警技术，实现锂电池热失控故障隐患的极早期发现，以便进行早期处置和隐患排除，将火灾事故消灭在萌芽状态。

第三个层面，灭火降温。即万一火灾事故发生了，我们要第一时间就尽快的把它扑灭，并且要防止它复燃。锂离子电池着火，和建筑可燃物等一般材料的着火不一样，它是在电池内部先开始发生化学反应，电池内部温度升高，然后产生大量的气体，气体的压力超过电池泄压阀时它就喷出。这些气体主要是碳酸酯类的电解液，还有隔膜分解一些气体，它遇到空气中的氧气。再加上高温，就会着火，更可怕的是有些锂离子电池的正极材料分解会释放出氧气，所以不仅要迅速扑灭电池火灾，控制火蔓延，同时要对电池进行快速降温，降低直至终止电池内部的化学反应，防止电池复燃，从而降低事故的后果。

中科大火灾实验室的产学研用之路

中科大火灾科学国家重点实验室，下面有个新能源火灾研究所，孙金华就是所长。2002年，孙金华从日本回到国内加入中科大火灾实验室的时候，就开始从事锂电池的安全研究，如今有近20年的历史。新能源火灾研究所团队围绕锂电池的安全，从基础研究、技术研发到工程应用，实现了全链条的设计，然后实践产、学、研、用整个过程，相关技术成果已经在储能、新能源汽车、电力等行业得到广泛的应用，并孵化出了一个高新技术企业，名字叫安徽中科久安新能源有限公司。该企业目前主要定位于电化学储能电站、新能源汽车等的火灾防控技术的研发、产品制造、安装工程和技术服务等等。

在火灾防控上面，中科久安研发的基于多参数融合的电池预测预警技术，能极大提升电池预警精度，降低漏报误报率。同时也研发了既能够高效灭火，又能抗复燃的消防产品技术，并将预警和灭火技术进行了系统集成，产品得到了国家电网、南方电网、华云集团等相关电力系统单位的广泛认可，并获得了第四届国际储能技术与产业联盟颁发的“2020储能技术创新Top10大奖”等重量级奖项。来源：NE-SALON新能荟；作者：张丽广

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