2018尚未过半，特斯拉已发生三起怵目惊心的碰撞起火事故，车辆在撞击后陷入火海造成消防员抢救不易，共带走四条人命。三起事故皆导因于电池包受到冲击后结构毁损而触发「热失控」现象，电池温度急速飙升积累 ，在七千多节的18650电池间引起一连串起火爆炸的连锁反应，而标竿品牌过于频繁的起火事故也燃起了对新能源车技术与发展的检讨声浪：无法达到本质上安全的车辆，应该贩售给消费者吗? 车企对于纯电车的性能提升是否过于躁进? 更甚者，新能源车普及真的必要吗?

新能源车真为必需吗?

这个问题很有趣。2016年三星Note 7 在全球发生的大规模爆炸事件，造成消费者恐慌和心理阴影，智能手机就不要做了吗？时间再回推到2013年1月，2周内连续2架波音787锂电池火烧导致客舱冒烟有烧焦味，被FAA下令停飞，波音787就要却步了吗？ 答案显而易见。  

再者，国际能源署(IEA)指出，2017年全球碳排量又提升了1.4% 创下历史新高，为了挽救日益恶化的空气品质，任何能阻延缓候变迁的行动皆应提速向前，而淘汰燃油车更是解决空污、减少碳排的必经之路，停止或暂缓发展都只是因噎废食，业界目光应该聚焦于如何将「真正安全」的电源方案应用于纯电车。出处：”Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review”

在理解安全电池前，我们要先探讨，电池包热失控的情况是如何发生的

锂离子电池芯热失控的触发点有 1.机构面的破坏 2.电性面的破坏 3.热累积  4.潜在的制造缺陷结果，由于锂离子电池内部有易燃的电解液，一旦上述情形发生，就会迅速累积热能，当温度上升至隔离层熔点(melting point)摄氏110度时，隔离层便会开始融解造成全面短路并点燃电解液，导致温度以每秒数百度的幅度极速升高，终致电池芯起火爆炸。

因此，从热失控的过程可以看出，舍弃危险易燃的电解液是提升安全性的必经之路，目前较接近现实且安全的技术路线主要有三：磷酸锂铁、氢燃料电池、固态锂电池。

磷酸铁锂电池(LiFePO4 ) -安全，但能量密度低

LFP又称铁锂电池，晶体由PO4 四面体和FeO6 八面体构成，正极的氧与五价的磷离子以强共价键牢固结合，其橄榄石晶体结构经多次充放电后仍不易崩解，使正极在氧化反应后，仍能维持结构完整。此特性让铁锂电池在高温环境下仍可正常使用，循环寿命更是达到了两千次，为普通锂离子电池的四倍。

然而，铁锂电池在电池性能上却有著长久无法突破的技术短板，例如电压平台3.2 V远低于锂离子电池的3.7V；由于FeO6 八面体只是共顶点连结并没有共边的本质结构问题，无法形成连续性网状结构而造成导电性较差、振实密度低与低温性能差等问题，平均容量仅有三元系锂钴氧电池的65~70%，比能量约130-150Wh/kg，无望达成国标(2020年达到300Wh/kg)，未来势必会被取代，目前主要应用于电动公交车这类对安全系数要求较高但续航里程要求稍低的高乘载商用车市场。

氢燃料电池-适合商用运输

由于氢气易燃易爆，不少人对氢燃料电池闻之色变，实际上氢燃料电池相较于石油，可说是更安全易管控的洁净燃料 ，部分储氢瓶采用防弹级碳纤维材料，即便高速撞击亦不受损，且即使外泄，氢气的高扩散速度造成其密度及爆炸能量低，若储氢罐搭载于车顶，外泄的氢气将向上逸散并燃烧，不易伤及乘客，相较于锂离子电池，氢燃料电池能提供较高的安全保障。另外，燃料电池能于数分钟内完成加气，种种特点让氢燃料电池车成为成为了中国、日本及部分欧洲国家推广的项目之一。

单从材料层面看待氢燃料电池的发展，目前美国杜邦Dupont-全氟磺酸结构质子交换膜约每平米400美金，平均每辆车约需20平米，整车光质子交换膜成本就已高达5万元人民币，按此推算丰田Miral燃料电池汽车售价约30万元，质子交换膜成本几乎占整车成本15%以上。

整体而言，氢燃料电池的发展兹事体大，从核心材料、辅助系统到制氢、运送、储存、加氢等环节牵一发动全身，且运输储存及加氢站的基础建设成本昂贵导致普及不易，目前一座日加氢量500Kg加氢站的建置成本约1,200~1,500万元人民币， 1公里的氢燃料运输管道据相关统计数据约需花费1亿元人民币，如此高昂的建置成本成为全面商业化的瓶颈，因此，氢燃料车较适合定点定线的商用运输，如公交车、物流运输及铁路等政府或集团控管的运输系统，须待基础建设完备后再向民众普及。

固态锂电池-安全，能量密度超越锂离子电池

固态电池已达到了本质上的安全性，以固态电解质取代低燃点的聚合物液态电解液。而固体电解质可细分为有机及无机两大类，有机固态聚合物电解质在常温及物理冲击下的安全性相比传统液态锂离子电池有较大提升，但280度以上高温时仍有崩解燃烧的可能；无机物固体电解质材料则完全不可燃，遇高温或短路也不会热失控，安全性完胜所有液态和固态锂电池。

相较于其他创新动力电池技术，固态锂电池具先行者优势，理论能量密度值高达350-400Wh/kg，市面上液态锂电池最大仅达260Wh/kg，正在实验室开发中的液态锂电池也只到300-320Wh/kg。除电解质外，其生产材料及电性与锂离子电池相去不远，故电池模块和电池包的设计以及充电桩建设可沿用目前已高度完备的锂离子设计为基础，转换成本低，一旦实现大规模量产，便可快速接手锂离子电池的大片江山，成为下世代能源中的一批黑马。

从应用面看待固态电池的未来市场发展性，因为其『安全性』与未来『高能量密度』的研发趋势作为立基点，无论在电动车、民生消费电子产品甚至到航太卫星科技产业…等，皆能在各方领域被认可采用，因此相对在产业应用面较为全面化而不再有所局限。

不过，由于固态电解质的电导性问题与生产工艺尚未成熟，虽各方技术进展时有所闻，实际量产并商品化的却只有Batscap及辉能科技两间固态电池厂，其他厂商从发展路谱来看最快也要2022年才能见到固态电池车上市，固态电池全面的爆发期业界预测预将于2030年到来。

不可否认，近五年内三元系锂电仍会持续担纲新能源主力，不论燃料电池或固态电池皆无法立即取代锂离子电池成为乘用车市场主角，在过渡期间，市场应以电池安全性为本，以良好设计的电池管理系统、热管理系统与冲击防护装置等技术的集成作为支撑，而非盲目追求电芯的能量密度及快充快放能力。此外，电动车辆分标委组织于今年1月25日发布了安全性国标

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