
電池不安全
目前,電動車里所用的電池有好幾類,其中最常用的就是鋰離子電池,俗稱“鋰電池”。
鋰電池具有容量大、充電速度快、可充電次數多、輕便小巧、能量密度極高等優點,非常適合用在交通工具上。但相應的代價是,鋰電池內部結構非常緊湊,膜狀的正極、負極,以及固體電解質膜,都緊緊裹在一起。
這樣一來,一旦隔絕正、負極之間的那層電解質膜出現破損或穿透,正、負極就會發生接觸,從而造成電池內部短路,瞬間產生強烈電流,發出巨大熱量。這些熱量又會促使正、負極上的氧化- 還原反應加速,產生更多的熱量,繼而再促使反應進一步加速。如此惡性循環,鋰電池就會在幾秒鐘內發生劇烈反應,促使電極和電解液分解,釋放出大量氣體,讓電池內的氣壓陡然增大,最終沖開安全閥,把這些氣體和電解液噴射出來。這些電解液是有機物,遇到空氣就會被點燃,從而引發火災。
鋰電池火災三大特點
特點一 復燃率高。傳統滅火劑的原理是隔絕可燃物與空氣來滅火,但這并不能有效阻止電池內的化學反應繼續進行,仍然會產生巨大的熱量,進而導致復燃。
特點二 產生濃煙。鋰電池著火后,其中的有機物質燃燒會產生大量濃烈的黑煙,讓周圍的人難以呼吸。倘若這種情況發生在電梯、房間這種封閉空間里,危害就會更大。
特點三 水霧滅火有風險。如果用水霧去撲滅鋰電池的火災,有可能產生毒性極大的氟化氫(HF)氣體。
電動車安全使用指南
通常來說,導致鋰電池自燃的原因有三類:機械濫用、電濫用和熱濫用。機械濫用,指的是一切外力作用在電池上的結果,比如取出/ 放回電池時的磕碰,或者路上顛簸造成的撞擊;電濫用,特指充電、放電過程中,電池中的鋰離子過度嵌合,形成枝狀晶體而刺穿隔膜的現象;熱濫用,是電池長時間放在高溫環境下(如暴曬),或電池工作中局部過熱而引發的現象。
因此,要防范鋰電池自燃,就得盡量避免上述情況。但即便如此,以人類目前的科技水平,依然無法完全預防鋰電池自燃。因此,各國消防部門普遍建議,電動自行車不要放在樓上充電、不要用電梯運載,以防火災。在新頒布的國家標準中,就要求電動自行車具有動態安全監測功能,當電池溫度過高、電壓異常波動時,能自動報警,提醒車主注意。
對于更大的鋰電池,比如跑在公路上的電動汽車而言,各國科研人員也在努力降低其風險。一種思路是通過傳感器,對電池包內的各個電池單元進行實時監測,一旦發現其中的電流、電壓有波動,就會提示車主送去檢修、更換。另一種思路是在鋰電池中預埋一個密封的膠囊,一旦某個電池單元溫度升高,這個膠囊的外殼就會搶先一步融化,其中的阻燃劑迅速流出,在短時間內讓電解液鈍化、難以燃燒,從而避免波及其他電池單元,阻止火勢蔓延。