電動(dòng)車鋰電池為何會(huì)起火？鋰電池起火的原因他有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-14 10:01
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相較于傳統(tǒng)燃油車復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車起火的原因比較單一，基本都是由于鋰電池?zé)崾Э卦斐傻?。熱失控引發(fā)的煙霧、火災(zāi)甚至爆炸，是鋰離子電池的事故過(guò)程中最常見(jiàn)的特征。而熱失控又主要由于過(guò)度充電、外力、內(nèi)部短路等因素造成。
其中，外力引起的動(dòng)力電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的起火事件最常見(jiàn)。由于現(xiàn)在電動(dòng)車用的動(dòng)力電池都是由大量的鋰電池組構(gòu)成，以特斯拉為例，整套動(dòng)力電池體積非常大，安放在底盤上。這樣就很容易在車輛發(fā)生碰撞時(shí)對(duì)電池組造成擠壓，從而導(dǎo)電池發(fā)生變形、開(kāi)裂、短路等損壞，觸發(fā)熱失控。
最可怕的是，一顆電池?zé)崾Э睾芸赡苡|發(fā)連鎖反應(yīng)，通過(guò)發(fā)熱導(dǎo)致其它電動(dòng)車鋰電池也產(chǎn)生熱失控。
引起鋰電池著火的本質(zhì)是電池內(nèi)的熱量未能按照設(shè)計(jì)的意圖進(jìn)行釋放，引起內(nèi)外燃燒物的燃點(diǎn)后起火，引起的原因主要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。
1、內(nèi)部短路：由于電池的濫用，如過(guò)充過(guò)放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，產(chǎn)生微短路，電能量的釋放導(dǎo)致溫升，溫升帶來(lái)的材料化學(xué)反應(yīng)又?jǐn)U大了短路路徑，形成了更大的短路電流，這種互相累積的互相增強(qiáng)的破壞，導(dǎo)致熱失控。
2、外部短路：以電動(dòng)汽車為例。實(shí)際車輛運(yùn)行中發(fā)生危險(xiǎn)的概率很低，一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS，二是電池能承受短時(shí)間的大電流沖擊。極限情況下，短路點(diǎn)越過(guò)整車熔斷器，同時(shí)BMS失效，較長(zhǎng)時(shí)間的外部短路一般會(huì)導(dǎo)致電路中的連接薄弱點(diǎn)燒毀，很少導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在，比較多的PACK企業(yè)采用了回路中加熔斷絲的做法，更能有效的避免外短路引發(fā)的危害。
3、外部高溫：由于鋰電池結(jié)構(gòu)的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，電芯隔膜將融化分解，多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計(jì)的互相增強(qiáng)的破壞作用，其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發(fā)生燃燒起火。
二、鋰電池滅火方案
分析了電池著火的原因，當(dāng)鋰電池著火需要進(jìn)行滅火處理時(shí)，讓我們看下特斯拉(Tesla)的推薦方案：
1、如果遭遇小火災(zāi)，火焰沒(méi)有蔓延到高壓電池部分，可以采用二氧化碳或ABC干粉滅火器滅火。
2、在徹底檢查火情的時(shí)候，不要與任何高壓部件接觸，始終使用絕緣工具進(jìn)行檢查。
3、如果高電壓電池在火災(zāi)中彎曲、扭曲、損壞，總之就是變得不成樣子，或者懷疑電池出現(xiàn)問(wèn)題。那么滅火時(shí)的用水量不能太少，消防用水要有足夠的量。
4、電池著火可能需要24小時(shí)才能完全撲滅。使用熱成像攝像頭，可以確保高電壓電池在事故結(jié)束前完全冷卻。如果沒(méi)有熱成像攝像頭，就必須監(jiān)控電池是否會(huì)復(fù)燃。冒煙表示電池仍然很熱，監(jiān)控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時(shí)之后。
1、過(guò)充過(guò)放：電池組中存在電芯電壓的不平衡性，若不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，直接進(jìn)行充電或放電，將會(huì)導(dǎo)致電池出現(xiàn)過(guò)充或過(guò)放。過(guò)充輕則損壞電池，重則導(dǎo)致電池起火；過(guò)放輕則損壞電池，重則導(dǎo)致無(wú)人機(jī)在飛行中突然斷電墜機(jī)。
2、撞擊和穿刺：電池在受到撞擊、擠壓等外力的作用下出現(xiàn)變形或被尖銳物體刺穿，可能會(huì)導(dǎo)致電芯的正負(fù)極片短路，使電池冒出大量的濃煙，甚至著火。
3、進(jìn)水短路：戶外進(jìn)行植保作業(yè)的環(huán)境復(fù)雜，大多數(shù)農(nóng)田的水和農(nóng)藥都具有導(dǎo)電性，因此需要時(shí)刻保持電池接口、無(wú)人機(jī)電源接口的干凈
如你的電池不慎進(jìn)水，千萬(wàn)不能大意，請(qǐng)立即對(duì)電池進(jìn)行隔離，可能剛開(kāi)始看起來(lái)電池一切正常，等水慢慢的滲入到電池內(nèi)部，可能會(huì)冒出大量的濃煙，甚至著火。
早期的農(nóng)業(yè)植保電池脫胎于航模電池，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，使用過(guò)程中容易出現(xiàn)很多問(wèn)題。之后改進(jìn)過(guò)的電池有與飛控實(shí)時(shí)通訊的功能，但依然存在許多安全隱患，比如新舊電池搭配使用、過(guò)充和過(guò)放等。
4、不同規(guī)格并聯(lián)充電、新舊電池混用
直到極飛 P系列植保無(wú)人機(jī)“智能電池”的誕生，針對(duì)農(nóng)藥腐蝕、防摔都做了大幅度提升；冬季還有自動(dòng)加熱功能；XBMS 電源管理系統(tǒng)可以防止過(guò)充過(guò)放的情況發(fā)生；使得植保無(wú)人機(jī)電池的安全性能大幅提升。
●鋰電池壽命長(zhǎng)，重量輕，體積小
鋰電池電動(dòng)自行車的動(dòng)力性能和鉛酸電池差不多，充電6~8小時(shí)，根據(jù)電池容量不同可跑30~45公里，重量只有鉛酸電池的1／5左右，鋰電池電動(dòng)自行車最大優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)。聲明：說(shuō)鋰電池價(jià)格貴的只是看到表面，其實(shí)仔細(xì)算算費(fèi)用和鉛酸蓄電池是差不多的，目前一般鋰電池保2年，鉛酸蓄電池保1年。
在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。
●鋰電池帶記憶效應(yīng)
消費(fèi)者在給鉛酸蓄電池，鎳電池充電時(shí)，一直都擔(dān)心電池發(fā)生記憶效應(yīng)，等用了鋰電池，大家都可以松下一口氣，鋰電池不帶記憶效應(yīng)。
鋰電池電動(dòng)車的缺點(diǎn)
●鋰電池電動(dòng)車價(jià)格過(guò)高
目前鋰電池電動(dòng)自行車的價(jià)格普遍比鉛酸電池電動(dòng)車高出幾百元到一千元，因此在市面上很難得到消費(fèi)者顧客的認(rèn)可。鋰電池輕巧、環(huán)保，廢棄后不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，一旦應(yīng)用技術(shù)成熟，市場(chǎng)銷量加大，鋰電池電動(dòng)自行車的價(jià)格才會(huì)有所降下來(lái)。
●鋰電池動(dòng)力性有待提高
鋰電池比起鉛酸蓄電池在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多，對(duì)于目前大功率車來(lái)說(shuō)不能有效采用鋰電的一大癥狀也就在此，導(dǎo)致耐用性下降。
總而言之，人無(wú)完人，金無(wú)赤足，每一種物品都不是絕對(duì)安全的，什么都是具有相對(duì)性，但是我想：電動(dòng)車鋰電池制造商肯定是以人的安全為核心，然后再滿足消費(fèi)者的根本需求。鋰電池的安全性在未來(lái)也會(huì)得到解決。
