電動車的電池可以很安全，但為什么會頻繁發(fā)生自燃和爆炸呢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-25 18:23
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1.為什么電池會自燃爆炸？
電動汽車電池跟手機(jī)電池類似，充放電過程中就是內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)。發(fā)生爆炸或自燃主要是因為電池發(fā)熱后累積起來，且來不及擴(kuò)散或釋放所引起。也就是電池在充放電過程中產(chǎn)生大量的熱量(反應(yīng)熱、極化熱、焦耳熱等組成)導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高及單體電池之間溫度不均勻，造成電池性能不穩(wěn)定。
2.什么樣電池比較安全
用于混合動力汽車和純電動汽車的電池按正極材料分類主要有以下幾種：磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池(包括NCA和NCM)、錳酸鋰池、鈷酸鋰池、鎳氫電池、鈦酸鋰池等。目前新能源車企使用電池類型如下表：
其中，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是主流產(chǎn)品。他們各自的優(yōu)缺點如下，相比而言磷酸鐵鋰最安全，三元鋰電池成本更適合商業(yè)化。
但是這僅是本身屬性決定，正如炸彈本身是危險的，但如果管理和控制好，同樣可以安全存放的。電池如果有合理的電池管理系統(tǒng)及熱管理系統(tǒng)(BMS)，電池就受控，都可以是安全的，電動汽車就不會因電池發(fā)生爆炸或自燃。
3.怎么樣電池才不會爆炸
現(xiàn)在我們知道了電池工作過程中是釋放熱量，如果電池充放電過程產(chǎn)生的熱量來不及釋放將會熱失控、甚至自燃或者爆炸，對電池性能及安全性產(chǎn)生重大影響，因此需要電池?zé)峁芾韺ζ潆姵販囟冗M(jìn)行管理。熱管理系統(tǒng)主要是電池管理系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，在電池溫度過高時對電池進(jìn)行冷卻或者在低溫情況下對電池進(jìn)行預(yù)熱，保護(hù)和充分發(fā)揮電池的性能。
熱管理系統(tǒng)中電池的冷卻方式一般有以下幾種：強(qiáng)制風(fēng)機(jī)冷卻、相變冷卻、熱管冷卻、熱電冷卻、空調(diào)冷卻、冷板冷卻(介質(zhì)可以是液體或者氣體)等。
著名的特斯拉通過液體冷卻(水50%+乙二醇50%，防止低溫時液體無法流動)來控制溫度升高；通用的Volt電池系統(tǒng)的加熱冷卻采用相變材料(PCM)方式進(jìn)行冷卻和加熱。
大眾的奧迪A3Sportbacke-tron采用帶低溫回路的液體冷卻系統(tǒng)，能夠?qū)㈦姵販囟瓤刂圃谧罴逊秶鷥?nèi)，確保電驅(qū)單元即便在環(huán)境溫度較低的情況下也能獲得最佳的動力和耐力。
只有真真正正滴掌握電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等核心技術(shù)，新能源汽車因電池引起的自然或者爆炸現(xiàn)象也就能避免。千萬別一味爭取補(bǔ)貼、一味追趕潮流等本末倒置而忽視電動汽車的安全等問題。至于鋰電池為啥會一短路就會爆炸燃燒，還得從它的結(jié)構(gòu)說起。
簡單來說，鋰電池（包括18650和鋰聚合物）的內(nèi)部都是由正極材料（如LiCoO2，均勻的涂布在鋁箔上）、電解質(zhì)（電解液）、隔離膜和負(fù)極材料（多為石墨，均勻的涂布在銅箔上）構(gòu)成。
其中，正極材料將影響同體積電池的能量密度，現(xiàn)階段智能手機(jī)電池只能在3000mAh到4000mAh容量之間晃蕩，就是因為沒有更經(jīng)濟(jì)的可以明顯提升能量密度的正極材料所致。想實現(xiàn)超過5000mAh的電池？不是不成，那就必須增加電池體積，最終導(dǎo)致手機(jī)變厚變重。
關(guān)鍵的地方來了，隔離膜雖然不起眼，而且對鋰電池的性能沒有半點增益效果，但它卻是鋰電池中最至關(guān)重要的核心。原因就是，隔離膜扮演著鋰電池體內(nèi)的“防爆墻”的角色。
在鋰電池的充放電過程中，正極與負(fù)極是絕對不能接觸的，否則就會出現(xiàn)短路，造成電池異常發(fā)熱。好一點的情況是導(dǎo)致電池鼓包，而差一點的情況，就是燃燒甚至爆炸。
充電寶的電池多以18650電芯或鋰聚合物電芯組成，而智能手機(jī)則都是鋰聚合物電芯。反正無論是什么電芯，它們最怕的就是穿刺或大幅度的形變，因為在這兩種極端的情況下，鋰電池內(nèi)部的隔離膜有一定幾率會出現(xiàn)破損。
隔離膜一破，就為正負(fù)極材料之間的“不友好”訪問奠定了堅實的基礎(chǔ)。如果你手欠，本著科學(xué)實驗的態(tài)度用金屬的刀片或剪刀尖刺破鋰電池，則會直接導(dǎo)致正負(fù)極材料的接觸而短路。
電池內(nèi)部的短路，會瞬間產(chǎn)生大量的熱量，而電池內(nèi)部的電解質(zhì)和電解液在高溫條件下會被電解從而產(chǎn)生氣體，從而引起電池鼓包，當(dāng)壓力升高到一定量后則會沖破電池外殼（18650的鋁殼或鋰聚合物電池的鋁膜）。
這還沒完，當(dāng)鋰電池中的正極材料與空氣接觸時有一定幾率會引起燃燒，如果是鋰聚合物電池則會點燃電解質(zhì)，產(chǎn)生強(qiáng)烈火焰；如果是18650電芯則會引燃電解液，氣體極速膨脹發(fā)生爆炸。
理論上講，正規(guī)鋰電池在出廠前都會進(jìn)行刺穿認(rèn)證，使用一定直徑的壓力機(jī)針刺穿電池而不起火不爆炸，只有經(jīng)過這個測試才能量產(chǎn)出廠。但是，電池因擠壓、碰撞、穿刺、變形而引起短路，因短路而引起高熱、因高熱而觸發(fā)燃燒，這里面的每一步都是小概率事件，只有同時滿足幾個小概率事件才會引起嚴(yán)重的爆燃事故。
