2024年2月23日，明火撲滅后的南京市雨花臺區(qū)明尚西苑6棟
2月23日4時39分，南京雨花臺區(qū)明尚西苑6棟，地面架空層停放的電動自行車引發(fā)火災，造成多人傷亡。兩天之后的2月25日，北京市豐臺區(qū)馬家堡街道一室外獨立車棚也因電動自行車充電發(fā)生火災。接二連三的火災，讓電動自行車安全問題持續(xù)沖上熱搜。
近年來，電動自行車充電起火導致的火災事故連年增長。據國家消防救援局統計，2023年全國共接報電動自行車火災2.1萬起，相比2022年上升17.4%。其中，80%的電動自行車火災發(fā)生在充電時由鋰電池燃爆引起。
鋰電池用在自行車上到底安不安全？電動自行車事故多發(fā)背后，暴露出哪些主要問題？
鋰電池仍是首選
北京白領劉媛的“小電驢”是花了近3000元從品牌廠家專賣店買的。“雖然閑魚上有便宜的二手車，但我不敢買。我的車主要用來接送孩子，安全是第一位的。”劉媛告訴《瞭望東方周刊》。
“目前，國內電動自行車保有量超過3.5億輛，相當于每4個人就有一輛！”安徽城滿電能源科技有限公司總經理羅靖告訴《瞭望東方周刊》，作為電動自行車生產和使用第一大國，我國每天接近28億次出行需求中，有8億到10億次依賴電動自行車完成。
國內電動兩輪車被劃分為電動自行車、電動輕便摩托車和電動摩托車三類，其中，電動自行車（俗稱“小電驢”）是市場上的主力產品。
打開某二手交易平臺，可以看到二手電動自行車的價格從100多元到1000多元不等。“品牌新車價格一般要3000元左右，貴就貴在鋰電池上，市場上單組鋰電池市場零售價在900-1200元，同規(guī)格的全新鋰電池價格差不多是過去鉛酸電池的兩倍。”某電動自行車生產廠家負責人說。
“在我國，電動自行車發(fā)展已經20多年，早期以鉛酸電池為主，隨著綠色低碳出行的發(fā)展、以及‘新國標’的要求，現在鋰電池使用場景越來越多。”羅靖說。
交通與發(fā)展政策研究所高級交通工程師鹿秋楊告訴《瞭望東方周刊》，鉛酸電池和鋰電池各有所長，“鉛酸電池便宜、不易爆燃；鋰電池重量輕，能量密度高”。
鹿秋楊介紹，2019年4月實施的《電動自行車安全技術規(guī)范》（俗稱“新國標”），將電動自行車重量限制在55公斤以內。輕量化的需求，使鋰電池的市場滲透率進一步提升。
某電動自行車廠家相關負責人給本刊記者算了一筆賬，按照能續(xù)航60公里左右的電池儲能量計算，鉛酸電池占重25公斤，若按“新國標”設定的55公斤總重量計算，車架、輪轂、電機等零部件必須做到30公斤以內，再考慮到售價、成本、質量、安全，實際上30公斤做不下來。所以，從重量考慮，只能用更輕的鋰電池。
無錫市檢驗檢測認證研究院業(yè)務運營部部長薛宇介紹，相比鉛酸電池，鋰電池更易起火，主要是因為電池的材料與結構所決定的。鋰電池能量密度比鉛酸電池高，鋰的化學性質更活潑，鋰電池電解液也比鉛酸電池的稀硫酸電解液更易燃燒。鉛酸電池出現熱失控時，最多鼓脹或裂開，一般不會有更劇烈的反應。鋰電池因內阻小、隔板薄，出現熱失控時，就會發(fā)生燃爆。
羅靖認為，從綠色環(huán)保、循環(huán)壽命、高低溫性能、能量密度以及穩(wěn)定性綜合來看，鋰電池依然是當下電動自行車最具性價比的選擇。
“每一塊正規(guī)上市的電池其實都經歷了嚴格檢測，應當說都是符合安全要求的，問題是在使用過程中，每塊電池使用場景不一樣，內部老化情況很難得到及時評估。”廣州大學化學化工學院教授王家海說。
“相比正規(guī)電池老化造成的安全問題，使用非法改裝的劣質電池更容易造成電動自行車起火。”羅靖說。
針對電動自行車的安全隱患，第十四屆全國人大代表、天能控股集團董事長張?zhí)烊谓ㄗh，盡快修訂《電動自行車安全技術規(guī)范》，放寬整車重量限制，增加對電池安全性的要求。
“單從技術層面看，電動自行車電池完全可以做到跟電動汽車一樣安全，但實際情況比較復雜，改裝劣質電池屢禁不絕。”王家海告訴《瞭望東方周刊》。
何來劣質電池？
小施是某外賣平臺的一名外賣員，入行以來已更換過兩輛電動自行車和四次電池。
小施說，外賣員在更換電動自行車時，往往會選擇一塊續(xù)航能力強的改裝電池。他之前騎的是一輛500元入手的雅迪二手電動車，配搭一款72V65Ah大容量電池，電池購自網上，價格近3000元，續(xù)航里程超過100公里。追求高速度、長里程是外賣員的工作需求，但72V已經超過了“新國標”規(guī)定的電池48V額定電壓。
羅靖介紹，“新國標”其實已經對電動自行車提出了詳細標準，如電機功率不超過400W，蓄電池電壓不超過48V，并增加防篡改、防火、阻燃性能、充電器保護等安全要求。理論上，在這個安全標準下，篡改電池、大容量非標電池等都應該被市場“拒之門外”。
但實際情況是，近年來的安全事故調查結果表明，火災爆炸事故多發(fā)生在非標、超標電池上，80%以上事故因擅自改裝電池而起。2021年在國家化學與物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心進行的一次非品牌鋰電池測試中，100個項目有14個出現起火、燃燒和爆炸等后果。該中心對電動車自行車安全事故案例分析后指出，相關事故主要誘因為：整車改裝、電池改裝、充電器故障、劣質電池質量問題等。
2023年6月6日，在棗莊市國家鋰電池產品質量檢驗檢測中心，工作人員對鋰電池進行檢驗（郭緒雷/攝）
改裝劣質電池究竟誰在造、誰在賣？
近日，成都市金牛區(qū)市場監(jiān)管局執(zhí)法人員對位于茶店子橫街23號的某電動車車行進行檢查，發(fā)現店內正在組裝電動自行車用鋰離子電池，現場有生產所用的電池電芯、電池保護板、半成品電池組和偽造標簽的成品鋰電池組。
經查，該車行購進電池電芯、電池保護板等材料，自行組裝成電池組成品用于銷售。到案發(fā)時，共生產組裝7組不同規(guī)格型號的鋰電池，已銷售5組，庫存2組（經檢測不合格）。該地市場監(jiān)管局責令車行停止違法行為，并作出罰沒18894元的行政處罰。
業(yè)內專家分析，改裝電池一大來源是出廠時質量就不過關的汽車鋰電池。
在電動自行車行業(yè)內，整車企業(yè)均不生產電池，而是向電池廠家直接定制或采購單個電池組成品再裝車。清華大學教授馬貴龍介紹，部分汽車鋰電池大廠，會將電壓相同、內阻一致的合格電池組配好賣給電動自行車整車廠，而把內阻、電壓參差不齊、配不上組的電池賣給一些沒有鋰電池生產資質的小廠。這些小廠再將電池串并聯、打包，做成電池組，賣給電動自行車維修點、銷售門店等二級市場。
改裝電池第二大來源是汽車電池退役回收環(huán)節(jié)的漏洞。
在一家正規(guī)能源科技公司內，幾百箱退役動力電池靜靜躺在拆解車間里，已經拆蓋的方形電池包里面裝著上百個電芯，這些電芯會依次用專業(yè)設備檢測，其中剩余容量較高的電芯，可重新組裝成新的電池包，投放到低速電動車、儲能、路燈等對電池性能要求相對較低的領域——進入梯次利用。如電池容量過低，就會通過相應的工藝技術，提取其中的有用金屬元素，再將這些金屬材料賣給原材料廠商。
據天眼查數據顯示，目前全國有超過7萬家企業(yè)經營“電池回收”業(yè)務。而2018年以來，進入工信部“白名單”的企業(yè)僅88家。
“我國新能源汽車電池質保年限主要集中在5-8年，2019年左右的第一批汽車裝配的動力電池開始集中批量退役。然而退役動力電池回收產業(yè)的發(fā)展嚴重滯后于新能源汽車產業(yè)，巨大的退役電池量和嚴重不足的規(guī)范化回收率，給了違規(guī)改裝鋰電池的灰色產業(yè)鏈生存發(fā)展空間。”羅靖說。
完善法規(guī)與技術
“要解決電動車鋰電池安全問題，主要是兩個方向：一是法規(guī)，禁止改裝電池入市；二是通過技術升級，提升電池安全。”王家海說。
2024年3月12日，安全生產檢查人員在北京市大興區(qū)天宮院街道的居民樓電梯內張貼電動自行車安全使用宣傳畫（李欣/攝）
2023年9月，國家認證認可監(jiān)督管理委員會網站發(fā)布了新版電動自行車CCC 認證實施規(guī)則，較舊版規(guī)則，新規(guī)引入了新制定的兩份強制性國家標準《電動自行車電氣安全要求》(2024年1月1日起實施)和《電動自行車用充電器安全技術要求》（GB 42296-2022），兩項標準是電動自行車電氣安全、充電器安全領域的首批強制性國家標準。
本刊記者還在國家標準化管理委員會網站查詢到，2022年由工業(yè)和信息化部組織起草的強制性國家標準《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規(guī)范》已經完成了起草和征求意見階段，目前正處于審查階段。該標準從單體電池過充電、過放電、電池組溫度保護和過充電保護等33項安全技術指標進行了規(guī)定。
據中國電子技術標準化研究院安全技術研究中心副主任何鵬林透露，按照項目計劃，這項強制性國家標準將于2024年發(fā)布。該標準將填補國家層面對電動自行車用鋰離子電池安全質量監(jiān)管的技術依據空白。標準發(fā)布以后，按照《中華人民共和國標準化法》的規(guī)定，不符合強制性標準的產品、服務，不得生產、銷售、進口或者提供。
針對汽車退役電池違規(guī)利用問題，業(yè)內專家建議，盡快出臺法規(guī)建立電池制造企業(yè)責任制、追溯汽車退役電芯流向、完善退役電池正規(guī)回收渠道等措施，斬斷危害電動自行車安全的灰色產業(yè)鏈。
但與此同時，要通過技術升級徹底解決鋰電池易燃問題，行內專家認為，目前暫時還沒有“革命性”方案。
眼下有一些廠家推出了鈉電池產品。鈉的化學屬性沒有鋰活潑，相對更安全，但能量密度不及鋰電池，市場對鈉電池的反應并不熱烈。業(yè)界也有人提出可以用氫能源代替鋰電池。羅靖認為，氫能源目前還并沒有到大規(guī)模實際應用的階段，未來走向也需要繼續(xù)觀察。
王家海表示，目前從技術層面而言，固態(tài)電池和帶有智能傳感器的鋰電池是未來的發(fā)展方向。“鋰電池安全的終極解決方案是解決固態(tài)電池的技術問題，即電解質為固態(tài)。現在鋰電池電解質是液態(tài)，所以易發(fā)生膨脹、爆炸。此外，帶有智能傳感器的鋰電池則能在電池充電時，提供有效的安全預警，一旦超過一定的危險值，充電就會自動停掉。目前，這兩項技術要想獲得成功并走向市場，尚需時日。”
2月23日4時39分，南京雨花臺區(qū)明尚西苑6棟，地面架空層停放的電動自行車引發(fā)火災，造成多人傷亡。兩天之后的2月25日，北京市豐臺區(qū)馬家堡街道一室外獨立車棚也因電動自行車充電發(fā)生火災。接二連三的火災，讓電動自行車安全問題持續(xù)沖上熱搜。
近年來，電動自行車充電起火導致的火災事故連年增長。據國家消防救援局統計，2023年全國共接報電動自行車火災2.1萬起，相比2022年上升17.4%。其中，80%的電動自行車火災發(fā)生在充電時由鋰電池燃爆引起。
鋰電池用在自行車上到底安不安全？電動自行車事故多發(fā)背后，暴露出哪些主要問題？
鋰電池仍是首選
北京白領劉媛的“小電驢”是花了近3000元從品牌廠家專賣店買的。“雖然閑魚上有便宜的二手車，但我不敢買。我的車主要用來接送孩子，安全是第一位的。”劉媛告訴《瞭望東方周刊》。
“目前，國內電動自行車保有量超過3.5億輛，相當于每4個人就有一輛！”安徽城滿電能源科技有限公司總經理羅靖告訴《瞭望東方周刊》，作為電動自行車生產和使用第一大國，我國每天接近28億次出行需求中，有8億到10億次依賴電動自行車完成。
國內電動兩輪車被劃分為電動自行車、電動輕便摩托車和電動摩托車三類，其中，電動自行車（俗稱“小電驢”）是市場上的主力產品。
打開某二手交易平臺，可以看到二手電動自行車的價格從100多元到1000多元不等。“品牌新車價格一般要3000元左右，貴就貴在鋰電池上，市場上單組鋰電池市場零售價在900-1200元，同規(guī)格的全新鋰電池價格差不多是過去鉛酸電池的兩倍。”某電動自行車生產廠家負責人說。
“在我國，電動自行車發(fā)展已經20多年，早期以鉛酸電池為主，隨著綠色低碳出行的發(fā)展、以及‘新國標’的要求，現在鋰電池使用場景越來越多。”羅靖說。
交通與發(fā)展政策研究所高級交通工程師鹿秋楊告訴《瞭望東方周刊》，鉛酸電池和鋰電池各有所長，“鉛酸電池便宜、不易爆燃；鋰電池重量輕，能量密度高”。
鹿秋楊介紹，2019年4月實施的《電動自行車安全技術規(guī)范》（俗稱“新國標”），將電動自行車重量限制在55公斤以內。輕量化的需求，使鋰電池的市場滲透率進一步提升。
某電動自行車廠家相關負責人給本刊記者算了一筆賬，按照能續(xù)航60公里左右的電池儲能量計算，鉛酸電池占重25公斤，若按“新國標”設定的55公斤總重量計算，車架、輪轂、電機等零部件必須做到30公斤以內，再考慮到售價、成本、質量、安全，實際上30公斤做不下來。所以，從重量考慮，只能用更輕的鋰電池。
無錫市檢驗檢測認證研究院業(yè)務運營部部長薛宇介紹，相比鉛酸電池，鋰電池更易起火，主要是因為電池的材料與結構所決定的。鋰電池能量密度比鉛酸電池高，鋰的化學性質更活潑，鋰電池電解液也比鉛酸電池的稀硫酸電解液更易燃燒。鉛酸電池出現熱失控時，最多鼓脹或裂開，一般不會有更劇烈的反應。鋰電池因內阻小、隔板薄，出現熱失控時，就會發(fā)生燃爆。
羅靖認為，從綠色環(huán)保、循環(huán)壽命、高低溫性能、能量密度以及穩(wěn)定性綜合來看，鋰電池依然是當下電動自行車最具性價比的選擇。
“每一塊正規(guī)上市的電池其實都經歷了嚴格檢測，應當說都是符合安全要求的，問題是在使用過程中，每塊電池使用場景不一樣，內部老化情況很難得到及時評估。”廣州大學化學化工學院教授王家海說。
“相比正規(guī)電池老化造成的安全問題，使用非法改裝的劣質電池更容易造成電動自行車起火。”羅靖說。
針對電動自行車的安全隱患，第十四屆全國人大代表、天能控股集團董事長張?zhí)烊谓ㄗh，盡快修訂《電動自行車安全技術規(guī)范》，放寬整車重量限制，增加對電池安全性的要求。
“單從技術層面看，電動自行車電池完全可以做到跟電動汽車一樣安全，但實際情況比較復雜，改裝劣質電池屢禁不絕。”王家海告訴《瞭望東方周刊》。
何來劣質電池？
小施是某外賣平臺的一名外賣員，入行以來已更換過兩輛電動自行車和四次電池。
小施說，外賣員在更換電動自行車時，往往會選擇一塊續(xù)航能力強的改裝電池。他之前騎的是一輛500元入手的雅迪二手電動車，配搭一款72V65Ah大容量電池，電池購自網上，價格近3000元，續(xù)航里程超過100公里。追求高速度、長里程是外賣員的工作需求，但72V已經超過了“新國標”規(guī)定的電池48V額定電壓。
羅靖介紹，“新國標”其實已經對電動自行車提出了詳細標準，如電機功率不超過400W，蓄電池電壓不超過48V，并增加防篡改、防火、阻燃性能、充電器保護等安全要求。理論上，在這個安全標準下，篡改電池、大容量非標電池等都應該被市場“拒之門外”。
但實際情況是，近年來的安全事故調查結果表明，火災爆炸事故多發(fā)生在非標、超標電池上，80%以上事故因擅自改裝電池而起。2021年在國家化學與物理電源產品質量監(jiān)督檢驗中心進行的一次非品牌鋰電池測試中，100個項目有14個出現起火、燃燒和爆炸等后果。該中心對電動車自行車安全事故案例分析后指出，相關事故主要誘因為：整車改裝、電池改裝、充電器故障、劣質電池質量問題等。
2023年6月6日，在棗莊市國家鋰電池產品質量檢驗檢測中心，工作人員對鋰電池進行檢驗（郭緒雷/攝）
改裝劣質電池究竟誰在造、誰在賣？
近日，成都市金牛區(qū)市場監(jiān)管局執(zhí)法人員對位于茶店子橫街23號的某電動車車行進行檢查，發(fā)現店內正在組裝電動自行車用鋰離子電池，現場有生產所用的電池電芯、電池保護板、半成品電池組和偽造標簽的成品鋰電池組。
經查，該車行購進電池電芯、電池保護板等材料，自行組裝成電池組成品用于銷售。到案發(fā)時，共生產組裝7組不同規(guī)格型號的鋰電池，已銷售5組，庫存2組（經檢測不合格）。該地市場監(jiān)管局責令車行停止違法行為，并作出罰沒18894元的行政處罰。
業(yè)內專家分析，改裝電池一大來源是出廠時質量就不過關的汽車鋰電池。
在電動自行車行業(yè)內，整車企業(yè)均不生產電池，而是向電池廠家直接定制或采購單個電池組成品再裝車。清華大學教授馬貴龍介紹，部分汽車鋰電池大廠，會將電壓相同、內阻一致的合格電池組配好賣給電動自行車整車廠，而把內阻、電壓參差不齊、配不上組的電池賣給一些沒有鋰電池生產資質的小廠。這些小廠再將電池串并聯、打包，做成電池組，賣給電動自行車維修點、銷售門店等二級市場。
改裝電池第二大來源是汽車電池退役回收環(huán)節(jié)的漏洞。
在一家正規(guī)能源科技公司內，幾百箱退役動力電池靜靜躺在拆解車間里，已經拆蓋的方形電池包里面裝著上百個電芯，這些電芯會依次用專業(yè)設備檢測，其中剩余容量較高的電芯，可重新組裝成新的電池包，投放到低速電動車、儲能、路燈等對電池性能要求相對較低的領域——進入梯次利用。如電池容量過低，就會通過相應的工藝技術，提取其中的有用金屬元素，再將這些金屬材料賣給原材料廠商。
據天眼查數據顯示，目前全國有超過7萬家企業(yè)經營“電池回收”業(yè)務。而2018年以來，進入工信部“白名單”的企業(yè)僅88家。
“我國新能源汽車電池質保年限主要集中在5-8年，2019年左右的第一批汽車裝配的動力電池開始集中批量退役。然而退役動力電池回收產業(yè)的發(fā)展嚴重滯后于新能源汽車產業(yè)，巨大的退役電池量和嚴重不足的規(guī)范化回收率，給了違規(guī)改裝鋰電池的灰色產業(yè)鏈生存發(fā)展空間。”羅靖說。
完善法規(guī)與技術
“要解決電動車鋰電池安全問題，主要是兩個方向：一是法規(guī)，禁止改裝電池入市；二是通過技術升級，提升電池安全。”王家海說。
2024年3月12日，安全生產檢查人員在北京市大興區(qū)天宮院街道的居民樓電梯內張貼電動自行車安全使用宣傳畫（李欣/攝）
2023年9月，國家認證認可監(jiān)督管理委員會網站發(fā)布了新版電動自行車CCC 認證實施規(guī)則，較舊版規(guī)則，新規(guī)引入了新制定的兩份強制性國家標準《電動自行車電氣安全要求》(2024年1月1日起實施)和《電動自行車用充電器安全技術要求》（GB 42296-2022），兩項標準是電動自行車電氣安全、充電器安全領域的首批強制性國家標準。
本刊記者還在國家標準化管理委員會網站查詢到，2022年由工業(yè)和信息化部組織起草的強制性國家標準《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規(guī)范》已經完成了起草和征求意見階段，目前正處于審查階段。該標準從單體電池過充電、過放電、電池組溫度保護和過充電保護等33項安全技術指標進行了規(guī)定。
據中國電子技術標準化研究院安全技術研究中心副主任何鵬林透露，按照項目計劃，這項強制性國家標準將于2024年發(fā)布。該標準將填補國家層面對電動自行車用鋰離子電池安全質量監(jiān)管的技術依據空白。標準發(fā)布以后，按照《中華人民共和國標準化法》的規(guī)定，不符合強制性標準的產品、服務，不得生產、銷售、進口或者提供。
針對汽車退役電池違規(guī)利用問題，業(yè)內專家建議，盡快出臺法規(guī)建立電池制造企業(yè)責任制、追溯汽車退役電芯流向、完善退役電池正規(guī)回收渠道等措施，斬斷危害電動自行車安全的灰色產業(yè)鏈。
但與此同時，要通過技術升級徹底解決鋰電池易燃問題，行內專家認為，目前暫時還沒有“革命性”方案。
眼下有一些廠家推出了鈉電池產品。鈉的化學屬性沒有鋰活潑，相對更安全，但能量密度不及鋰電池，市場對鈉電池的反應并不熱烈。業(yè)界也有人提出可以用氫能源代替鋰電池。羅靖認為，氫能源目前還并沒有到大規(guī)模實際應用的階段，未來走向也需要繼續(xù)觀察。
王家海表示，目前從技術層面而言，固態(tài)電池和帶有智能傳感器的鋰電池是未來的發(fā)展方向。“鋰電池安全的終極解決方案是解決固態(tài)電池的技術問題，即電解質為固態(tài)。現在鋰電池電解質是液態(tài)，所以易發(fā)生膨脹、爆炸。此外，帶有智能傳感器的鋰電池則能在電池充電時，提供有效的安全預警，一旦超過一定的危險值，充電就會自動停掉。目前，這兩項技術要想獲得成功并走向市場，尚需時日。”
