以电池为要

2024年2月23日，明火扑灭后的南京市雨花台区明尚西苑6栋
2月23日4时39分，南京雨花台区明尚西苑6栋，地面架空层停放的电动自行车引发火灾，造成多人伤亡。两天之后的2月25日，北京市丰台区马家堡街道一室外独立车棚也因电动自行车充电发生火灾。接二连三的火灾，让电动自行车安全问题持续冲上热搜。
近年来，电动自行车充电起火导致的火灾事故连年增长。据国家消防救援局统计，2023年全国共接报电动自行车火灾2.1万起，相比2022年上升17.4%。其中，80%的电动自行车火灾发生在充电时由锂电池燃爆引起。
锂电池用在自行车上到底安不安全？电动自行车事故多发背后，暴露出哪些主要问题？
锂电池仍是首选
北京白领刘媛的“小电驴”是花了近3000元从品牌厂家专卖店买的。“虽然闲鱼上有便宜的二手车，但我不敢买。我的车主要用来接送孩子，安全是第一位的。”刘媛告诉《瞭望东方周刊》。
“目前，国内电动自行车保有量超过3.5亿辆，相当于每4个人就有一辆！”安徽城满电能源科技有限公司总经理罗靖告诉《瞭望东方周刊》，作为电动自行车生产和使用第一大国，我国每天接近28亿次出行需求中，有8亿到10亿次依赖电动自行车完成。
国内电动两轮车被划分为电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车三类，其中，电动自行车（俗称“小电驴”）是市场上的主力产品。
打开某二手交易平台，可以看到二手电动自行车的价格从100多元到1000多元不等。“品牌新车价格一般要3000元左右，贵就贵在锂电池上，市场上单组锂电池市场零售价在900-1200元，同规格的全新锂电池价格差不多是过去铅酸电池的两倍。”某电动自行车生产厂家负责人说。
“在我国，电动自行车发展已经20多年，早期以铅酸电池为主，随着绿色低碳出行的发展、以及‘新国标’的要求，现在锂电池使用场景越来越多。”罗靖说。
交通与发展政策研究所高级交通工程师鹿秋杨告诉《瞭望东方周刊》，铅酸电池和锂电池各有所长，“铅酸电池便宜、不易爆燃；锂电池重量轻，能量密度高”。
鹿秋杨介绍，2019年4月实施的《电动自行车安全技术规范》（俗称“新国标”），将电动自行车重量限制在55公斤以内。轻量化的需求，使锂电池的市场渗透率进一步提升。
某电动自行车厂家相关负责人给本刊记者算了一笔账，按照能续航60公里左右的电池储能量计算，铅酸电池占重25公斤，若按“新国标”设定的55公斤总重量计算，车架、轮毂、电机等零部件必须做到30公斤以内，再考虑到售价、成本、质量、安全，实际上30公斤做不下来。所以，从重量考虑，只能用更轻的锂电池。
无锡市检验检测认证研究院业务运营部部长薛宇介绍，相比铅酸电池，锂电池更易起火，主要是因为电池的材料与结构所决定的。锂电池能量密度比铅酸电池高，锂的化学性质更活泼，锂电池电解液也比铅酸电池的稀硫酸电解液更易燃烧。铅酸电池出现热失控时，最多鼓胀或裂开，一般不会有更剧烈的反应。锂电池因内阻小、隔板薄，出现热失控时，就会发生燃爆。
罗靖认为，从绿色环保、循环寿命、高低温性能、能量密度以及稳定性综合来看，锂电池依然是当下电动自行车最具性价比的选择。
“每一块正规上市的电池其实都经历了严格检测，应当说都是符合安全要求的，问题是在使用过程中，每块电池使用场景不一样，内部老化情况很难得到及时评估。”广州大学化学化工学院教授王家海说。
“相比正规电池老化造成的安全问题，使用非法改装的劣质电池更容易造成电动自行车起火。”罗靖说。
针对电动自行车的安全隐患，第十四届全国人大代表、天能控股集团董事长张天任建议，尽快修订《电动自行车安全技术规范》，放宽整车重量限制，增加对电池安全性的要求。
“单从技术层面看，电动自行车电池完全可以做到跟电动汽车一样安全，但实际情况比较复杂，改装劣质电池屡禁不绝。”王家海告诉《瞭望东方周刊》。
何来劣质电池？
小施是某外卖平台的一名外卖员，入行以来已更换过两辆电动自行车和四次电池。
小施说，外卖员在更换电动自行车时，往往会选择一块续航能力强的改装电池。他之前骑的是一辆500元入手的雅迪二手电动车，配搭一款72V65Ah大容量电池，电池购自网上，价格近3000元，续航里程超过100公里。追求高速度、长里程是外卖员的工作需求，但72V已经超过了“新国标”规定的电池48V额定电压。
罗靖介绍，“新国标”其实已经对电动自行车提出了详细标准，如电机功率不超过400W，蓄电池电压不超过48V，并增加防篡改、防火、阻燃性能、充电器保护等安全要求。理论上，在这个安全标准下，篡改电池、大容量非标电池等都应该被市场“拒之门外”。
但实际情况是，近年来的安全事故调查结果表明，火灾爆炸事故多发生在非标、超标电池上，80%以上事故因擅自改装电池而起。2021年在国家化学与物理电源产品质量监督检验中心进行的一次非品牌锂电池测试中，100个项目有14个出现起火、燃烧和爆炸等后果。该中心对电动车自行车安全事故案例分析后指出，相关事故主要诱因为：整车改装、电池改装、充电器故障、劣质电池质量问题等。

2023年6月6日，在枣庄市国家锂电池产品质量检验检测中心，工作人员对锂电池进行检验（郭绪雷/摄）
改装劣质电池究竟谁在造、谁在卖？
近日，成都市金牛区市场监管局执法人员对位于茶店子横街23号的某电动车车行进行检查，发现店内正在组装电动自行车用锂离子电池，现场有生产所用的电池电芯、电池保护板、半成品电池组和伪造标签的成品锂电池组。
经查，该车行购进电池电芯、电池保护板等材料，自行组装成电池组成品用于销售。到案发时，共生产组装7组不同规格型号的锂电池，已销售5组，库存2组（经检测不合格）。该地市场监管局责令车行停止违法行为，并作出罚没18894元的行政处罚。
业内专家分析，改装电池一大来源是出厂时质量就不过关的汽车锂电池。
在电动自行车行业内，整车企业均不生产电池，而是向电池厂家直接定制或采购单个电池组成品再装车。清华大学教授马贵龙介绍，部分汽车锂电池大厂，会将电压相同、内阻一致的合格电池组配好卖给电动自行车整车厂，而把内阻、电压参差不齐、配不上组的电池卖给一些没有锂电池生产资质的小厂。这些小厂再将电池串并联、打包，做成电池组，卖给电动自行车维修点、销售门店等二级市场。
改装电池第二大来源是汽车电池退役回收环节的漏洞。
在一家正规能源科技公司内，几百箱退役动力电池静静躺在拆解车间里，已经拆盖的方形电池包里面装着上百个电芯，这些电芯会依次用专业设备检测，其中剩余容量较高的电芯，可重新组装成新的电池包，投放到低速电动车、储能、路灯等对电池性能要求相对较低的领域——进入梯次利用。如电池容量过低，就会通过相应的工艺技术，提取其中的有用金属元素，再将这些金属材料卖给原材料厂商。
据天眼查数据显示，目前全国有超过7万家企业经营“电池回收”业务。而2018年以来，进入工信部“白名单”的企业仅88家。
“我国新能源汽车电池质保年限主要集中在5-8年，2019年左右的第一批汽车装配的动力电池开始集中批量退役。然而退役动力电池回收产业的发展严重滞后于新能源汽车产业，巨大的退役电池量和严重不足的规范化回收率，给了违规改装锂电池的灰色产业链生存发展空间。”罗靖说。
完善法规与技术
“要解决电动车锂电池安全问题，主要是两个方向：一是法规，禁止改装电池入市；二是通过技术升级，提升电池安全。”王家海说。

2024年3月12日，安全生产检查人员在北京市大兴区天宫院街道的居民楼电梯内张贴电动自行车安全使用宣传画（李欣/摄）
2023年9月，国家认证认可监督管理委员会网站发布了新版电动自行车CCC 认证实施规则，较旧版规则，新规引入了新制定的两份强制性国家标准《电动自行车电气安全要求》(2024年1月1日起实施)和《电动自行车用充电器安全技术要求》（GB 42296-2022），两项标准是电动自行车电气安全、充电器安全领域的首批强制性国家标准。
本刊记者还在国家标准化管理委员会网站查询到，2022年由工业和信息化部组织起草的强制性国家标准《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》已经完成了起草和征求意见阶段，目前正处于审查阶段。该标准从单体电池过充电、过放电、电池组温度保护和过充电保护等33项安全技术指标进行了规定。
据中国电子技术标准化研究院安全技术研究中心副主任何鹏林透露，按照项目计划，这项强制性国家标准将于2024年发布。该标准将填补国家层面对电动自行车用锂离子电池安全质量监管的技术依据空白。标准发布以后，按照《中华人民共和国标准化法》的规定，不符合强制性标准的产品、服务，不得生产、销售、进口或者提供。
针对汽车退役电池违规利用问题，业内专家建议，尽快出台法规建立电池制造企业责任制、追溯汽车退役电芯流向、完善退役电池正规回收渠道等措施，斩断危害电动自行车安全的灰色产业链。
但与此同时，要通过技术升级彻底解决锂电池易燃问题，行内专家认为，目前暂时还没有“革命性”方案。
眼下有一些厂家推出了钠电池产品。钠的化学属性没有锂活泼，相对更安全，但能量密度不及锂电池，市场对钠电池的反应并不热烈。业界也有人提出可以用氢能源代替锂电池。罗靖认为，氢能源目前还并没有到大规模实际应用的阶段，未来走向也需要继续观察。
王家海表示，目前从技术层面而言，固态电池和带有智能传感器的锂电池是未来的发展方向。“锂电池安全的终极解决方案是解决固态电池的技术问题，即电解质为固态。现在锂电池电解质是液态，所以易发生膨胀、爆炸。此外，带有智能传感器的锂电池则能在电池充电时，提供有效的安全预警，一旦超过一定的危险值，充电就会自动停掉。目前，这两项技术要想获得成功并走向市场，尚需时日。”