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文 | 紫色石 通常所说的电动车也就是电动自行车或者电动摩托车（文中统一简称电动车）。在中国，拥堵的大城市，电动车的便利快捷优势非常明显，这就使得电动车在大城市更受欢迎，2018年国内电动车的保有量就达到了2.97亿辆。提醒大家最好不要在家里给电池充电，但受大城市住房的现实情况，很多人不得不在家里给电池充电，因此电动车电池的安全问题牵扯到了千家万户，本文的目的不是鼓励大家在家给电池充电，而是说不得不在家给电池充电时，我们如何把安全风险降到最低。 由于电动车的电池容量（10–20Ah），电压（48-72V），电流（10-20Ah）都远远高于手机电池，因此其安全隐患也就远高于手机电池。目前电动车的电池90%依然为铅酸电池，只有约10%为锂离子电池，但这一比例随着电动车2018年5月新国标的实施会迅速上升。因为铅酸电池主要由氧化铅、硫酸铅、稀硫酸以及增加导电的碳材料组成。在稀硫酸解质中这些物质显然都是不可以燃烧的，除非因为电池短路而引燃周围的其它可燃物，因此铅酸电池通常很难起火。 锂离子电池为什么在充电中容易发生爆炸起火了？这与锂离子电池本身的组成和特点有关。锂离子电池（消费者通常叫锂电池）由正极材料（金属氧化物和碳）、负极材料（石墨碳材料）、有机电解液（碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯等）、隔膜（聚乙烯PE和聚丙烯PP）、电解质盐六氟磷酸锂等组成。因为锂离子电池内部充满了极易燃烧爆炸的有机溶剂，特别是碳酸二乙酯与空气发生混合后，可在32摄氏度时就可以发生爆炸燃烧。 当给电池充电时，锂电池为什么会发生爆炸起火了？主要是两种原因，第一充电器失效，导致电池充满电后不能及时切断电源而持续充电；第二电池本身质量问题，发生电池内部短路。第一个原因通常导致电池充满电后继续充电，使得电池电压超过了安全电压，进而导致电池内部电解液发生分解，产生气体，当气压到一定程度时就会发生爆炸；一旦电解液喷出与空气混合就会立刻燃烧起火；第二原因是电池本身的质量问题，通常价格低廉的电池所用的材料都比较低劣，例如金属杂质含量过高。金属杂质通常会导致电池充放电时内部电流密度分布不均匀，随着循环次数的增加，特别是负极材料中金属杂质附近就会出现锂枝晶，而锂枝晶随着充电的进行会逐渐生长，最后刺穿电池隔膜。隔膜被刺穿后就会发生电池的内短路，而内短路会产生大量的热，当电池内部的热量聚集时，电池内部温度会持续升高；当超过80摄氏度时电池这种内短引起的自毁过程将进入了不可逆状态；温度就会加速上升，超过120摄氏度时即发生热失控，电池的隔膜开始发生大面积收缩，使得电池正负极大面积直接接触，更严重的短路迅速发生，此时电池内部的温度会在瞬间达到200摄氏度以上，电解液迅速大量气化，电池内部压力快速升高，从而冲开电池外壳，喷出的电解液气体则迅速燃烧，从而发生爆炸起火；热失控后到爆炸起火整个过程通常只需要大概几秒钟时间，所以这一过程非常的快。 为了降低在家充电发生爆炸起火的几率，建议按照以下方法去做：第一购买正规厂家的电池及充电器，充电时需要在通风和温度较低的地方进行，保证充电时产生的热量能及时散去；第二在家充电时不能靠近温度高的家电，例如冬天的暖气片，电暖器，小太阳等可能产生热量的家电；第三充电时电池周围应该远离可燃物，例如远离沙发，床铺，衣柜，以及其它木制家具等；第四白天在家充电时一定要有人值守，因有事离开家里时，应切断电源；第五晚上充电时最好在卫生间进行，卫生间因为可燃物很少，但应避免水撒落在电池和充电器上发生漏电事故。 如果在家充电时发生了爆炸起火怎么办了？第一，如果听到持续的和放爆竹一样的叭叭声音时，可以判断电池由18650或者21700钢壳圆柱电池组成的，此时应特别小心爆炸的钢壳可能会和子弹一样被射出；如有周围没有可燃物，就不要靠近试图灭火，以免受伤，等燃烧完毕就会自行熄灭；如果周围存在可燃物，则可根据电池的火焰喷射方向判断，电池会被向相反方向射出，避开这个方向直接用大量水给起火的电池降温，切记一定要是大量的水，在家通常可以用洗脸盆盛水两三次即可将着火的电池熄灭；第二如果是持续喷射火焰，并不持续发出爆竹声，则可以判断电池是由软包电池组成，这种电池内压很小不会发生严重的爆炸冲击，可以直接用大量的水浇灭；最后要说的是很多人都知道，锂电池遇水会起火爆炸，怎么又要用水来灭火了？这是因为家用的电池通常很小，只有0.5-1千瓦时，一般不会超过2千瓦时，所储存的能量非常小，而水的比热又很大，一脸盆水上去就可以把起火产生的能量吸收掉绝大部分，让电池温度迅速低于起火温度。 - 作者简介 - 紫色石，北京理工大学博士，先后在军用电源研究中心、中科院及锂电企业从事锂电研发。 电子烟的电池也可能发生爆炸？——点击“阅读原文”进入网站阅读 本文来源【纪小龙医生】版权归原作者所有 |
