鉅大LARGE | 點擊量：22535次 | 2019年05月06日
鋰電池在什么情況下會發生燃燒或者爆炸呢？
4月21日，上海徐匯區一小區地下車庫內一輛特斯拉轎車突然起火。4曰22日下午，一輛正在維修中的蔚來ES8起火燃燒。4月24日，武漢市一輛比亞迪e5純電動汽車發生自燃。近期，鋰電池純電動汽車發生多起自燃事件，引起了大眾對于鋰電池和新能源汽車安全的關注。特斯拉的鋰電池組是由幾千只容量若干安時的小圓柱單體電池構成，而蔚來和比亞迪則使用的是幾十安時的單體方形電池組成的電池組。比亞迪和特斯拉新能源車的累計保有量，居于世界前列，雖然都發生了自燃事故，我們從電池技術的角度來看看，這兩種電動車哪一個更安全呢？
這個問題需要從鋰電工作原理和結構開始討論。鋰電池的全稱是鋰離子二次電池，通過鋰離子在正負極移動來實現能量儲存和對外放電。我們現在使用的鋰電池，正極、負極、電解液和隔離膜一起構成鋰電池四大主材，占到鋰電池重量的90%以上。鋰電池的四大主材中，正極在高溫下會發生化學反應，產生大量的熱；負極和隔離膜材料是可燃的；電解液是沸點和燃點很低的有機溶劑，極易發生燃燒甚至爆炸。那么鋰電池在什么情況下會發生燃燒或者爆炸呢？
研究發現，鋰電池儲存電能后處于一種亞穩定狀態，過高的溫度會導致鋰電池發生熱失控。鋰電池在充放電時，特別是充電時，會產生大量的熱能。如果熱量沒有及時排放出去而在電池內部積累，會使溫度不斷升高。當到達臨界點時，亞穩態的電池正負極材料會與電解液發生劇烈的反應，迅速產生大量熱能，發生熱失控。大量的電解液在高溫作用下會汽化并破壞電池殼體，在與空氣接觸后，發生燃燒甚至爆炸。
另外，當鋰電池發生短路時，電池內部形成超高的短路電流，瞬間產生大量的熱，很可能直接發生熱失控導致燃燒爆炸。
再有就是新能源車交通事故引起的電池碰撞擠壓和破損，造成電池短路從而引起燃燒。統計表明，電池充電、短路和碰撞，是新能源汽車發生自燃的幾種最主要的場景。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
回到大數量小容量和大容量小數量兩種電池組誰更安全的問題上，本質上就是比較那種技術路線能更好地避免發生熱失控。對于單一只電池來說，更小的容量意味著電池散熱更容易，電池發生短路時放出的熱量更少，總之，發生熱失控的幾率越低，安全性越高。既然如此，我們可以說特斯拉的電池更安全嗎？
在電池組中，即使單只電池出現熱失控，小容量電池釋放出的能量也不會導致整個電池組燃燒爆炸。然而小容量電池組成的電池組結構復雜，系統集成效率低，小容量電池必須使用能量密度更高的正負極材料（高鎳三元正極和硅碳負極）。高能量密度的材料的熱穩定性較差。實際上我們必須在電池組的系統層級上來評估安全性才是合理的。
所以哪種電池更安全，目前還是個文無第一，武無第二的事。但目前看來，這兩種技術路線都可以通過國標安全測試，都是安全可行的技術路線。因為電池在出廠之前，都有嚴格的檢測流程。國標GB/T31485-2015和GB/T3146.3-2015對單體鋰電池、電池模塊和電池包的安全測試和要求做出了明確的規定。
但是電池行業對于鋰電池熱失控機理仍然研究不夠深入，我們對于電池設計和制造的安全把控還不足。特別是客戶對于新能源車續航里程需求不斷提高，這就要求鋰電池能量密度不斷提高，更是增加了電池和系統的安全風險。
鋰電池安全實現質的提升，最根本還是要依靠材料技術的進步。上世紀90年代左右，碳材料被成功開發成為鋰電池的負極材料，這樣鋰電池才能夠多次安全充放電不發生燃燒，鋰電池第一次實現了商品化。使用耐高溫的陶瓷涂層隔離膜鋰電池的熱穩定性和安全性進一步提高。但是正極材料的熱穩定性一直沒能得到很好的提高，電解液也一直采用易燃易爆的有機體系。鋰電池熱失控最根本的解決方法是開發出難燃或者不燃的電解液，這樣即使發生各種短路或者熱失控情況，電池也只是發熱而不會劇烈燃燒爆炸。
材料的進步是很困難的，現有材料體系下，提高電池安全性，最主要的辦法是從改善電池設計和提高制造工藝入手。隨著新能源汽車補貼退坡，車廠不再一味追求續航里程和電池能量密度，轉而更加看重安全性和性價比，更多的鋰電池生產廠家，也不再追求極限的電池設計和工藝過程，這樣是有助于提高電池安全性的。
市場對于鋰電池安全要求和性能要求是推動電池發展的動力，生產廠家需要不斷推動鋰電池材料技術研發和生產制造的進步，進而提高鋰電池安全性。可以預見，鋰電池會越來越安全，新能源汽車技術也會越來越成熟。如何在現階段選擇一款安全的鋰電池新能源汽車？最好的選擇是購買知名品牌的汽車企業生產的成熟產品。
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