電動車的電池究竟安全嗎？為何會頻繁發(fā)生自燃和爆炸？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-27 17:52
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1.為什么電池會自燃爆炸？
電動汽車電池跟手機電池類似，充放電過程中就是內部發(fā)生氧化還原反應。發(fā)生爆炸或自燃主要是因為電池發(fā)熱后累積起來，且來不及擴散或釋放所引起。也就是電池在充放電過程中產生大量的熱量(反應熱、極化熱、焦耳熱等組成)導致電池內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生重大影響，因此需要電池熱管理對其電池溫度進行管理。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行冷卻或者在低溫情況下對電池進行預熱，保護和充分發(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：強制風機冷卻、相變冷卻、熱管冷卻、熱電冷卻、空調冷卻、冷板冷卻(介質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)，能夠將電池溫度控制在最佳范圍內，確保電驅單元即便在環(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，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。爆炸的定義：在極短時間內和較小空間里，釋放出大量能量，產生高溫，并放出大量氣體，在周圍介質中造成高壓的化學反應或狀態(tài)變化，同時破壞性極強。
對于特斯拉上海自燃事件，很明顯的可以看到，從起火（視頻中顯示冒煙）開始，到突然爆炸只有短短幾秒鐘，需要注意的是之后燃燒的火苗是噴射狀，這就說明在燃燒的同時，電池內部有很大熱量產生了很高的壓力，爆炸前可能只有一塊電芯或一組電芯出現(xiàn)問題，隨著溫度升高，本電芯的自然爆炸產生更高的溫度，對周圍電芯產生連鎖反應，爆炸只是前期積累超大壓力的突然釋放。
一、內部原因：大電流放電，產生大量的熱，燒壞隔膜，而造成更大的短路現(xiàn)象，這樣電芯就會產生高溫，使電解液分解成氣體，造成內部壓力過大，當電芯的外殼無法承受這個壓力時，電芯就會爆炸。常見情況有兩種，一個是電池內部短路，另外一個是負極容量不足時會在負極的表面形成突起狀“枝晶”，循環(huán)充放電后，“枝晶”會生長，最后刺穿隔膜紙，使內部短路。
二、外部原因：高溫環(huán)境致使電芯產生多種反應導致大量熱量產生。隔膜融化導致內部短路，電能的釋放又增大了熱量，相互促進積累風險。進水，碰撞，擠壓等導致的BMS芯片損壞熔斷機制失效，或是內部電芯短路。
三、工藝原因：如正極和負極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序中，每一道工序出現(xiàn)問題都可能在以后的使用中埋下安全隱患。
四、使用原因：存放不當造成的線路絕緣層老化短路。過充，雖然電池自身有斷電機制，但是如果養(yǎng)成了長時間不拔插頭的習慣，導致電路壽命縮短，保護電路失效時充電，正極的鋰過度放出會使正極的結構發(fā)生變化，而放出的鋰過多也容易無法插入負極中，也容易造成負極表面析鋰，而且，當電壓達到4.5V以上時，電解液會分解生產大量的氣體，撐破外殼爆炸。過放情況參考第一條負極容量不足。
