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开着开着就着了 为什么电动车会自燃

http://gd.sina.com.cn/auto 2019年07月10日 15:06 新浪汽车  字号:    

  近期关于电动车自燃的新闻层出不穷,不管是行驶中的纯电动乘用车,还是正在进行充电的电动大巴,都发生过自燃的事故,并且大部分事故都伴有较严重的人身、财产损失。究竟是什么原因导致电动车层出不穷的自燃事故,电动车自燃后,我们又应该怎么办?

  首先电动车自燃的祸根儿基本都出自车上的动力电池,其余零部件发生自燃的概率非常小。但是与燃油车着火不同,电动车自燃主要是由于数千节电池发生热失控导致的,这使得完全扑灭它的难度更大,并且还有较高的复燃的概率。所以当电动车发生自燃事故时,首先要保证车内的人员安全,在第一时间脱离并远离发生状况的车辆。之后报警,寻求专业人士的帮助。因为如果想要完全扑灭一台已经发生燃烧的车辆,大约需要11000升的水。这些水不仅要用来扑灭火焰,还要负责给未发生燃烧的电池降温。

  目前电动车上使用的动力电池种类较多,从封装方式上分为圆柱形、方形和软包三种,而根据正极材料的不同又有分为:钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元锂等等,但是,这些种类的电池万变不离其宗,他们都有着类似的储能原理与电化学特性,并没有哪种电池有绝对的领先优势,所以这也是目前商业化市场中多种技术路线并存的原因之一。

  其实生活中锂离子电池发生热失控的案例并不罕见,当初三星的电池门事件,Note 7上市以后一个多月的时间里就发生了30多起爆炸或起火事故,其原因也是手机里的锂离子电池存在设计缺陷造成的,可见有发生热失控的风险是现阶段锂离子电池的一个特性。这里我们先要引入一个概念,什么叫热失控?热失控是指电池内部出现连锁反应,引起电池温升速率急剧变化的过热现象,主要表现为冒烟、起火以及爆炸。而这一系列过程中,随着电池温度的不断升高,在锂离子电池内部依次经历了:高温容量衰减、SEI膜分解,负极-电解液反应、隔膜融化、电解液燃烧等过程。

  首先冒烟阶段是因为电池内部发生化学反应会产生大量气体,气体冲破电池安全阀或者冲破壳体,随之带出电池内部活性物质,就表现为电池冒烟。而着火主要是电池内部的电解液以及其分解产物被点燃导致的,不过因为电池壳体内氧气不足,电解液需从电池封装壳体内泄漏出来后,才会发生燃烧。

  有些比较极端的情况也可能会发生爆炸,爆炸是高压气体瞬间扩散产生的冲击波,电池内部确实具有高压气体聚集条件的,安全阀是及时释放高压积聚气体的关键。如果安全阀能在壳体破裂之前开启,并释放足够多的高压气体,就可以避免事故的发生。

  如今随着锂离子电池的能量密度不断增加,发生热失控后的危害也越来越大。在高温情况下,部分Mn+和Fe+会溶解进入电解液中,并在负极沉淀下来,导致负极内阻增大,致使动力电池发生高温容量衰减。使用三元材料同样存在类似现象。

  当温度的进一步升高,达到80~120度时,电池内部的SEI膜会分解,并且伴有放热现象,产生可燃性气体。之后由聚乙烯PE或聚丙烯PP材料制成的电池隔膜会融化,并且可能会造成正负极局部短路,从而放出大量热使温度迅速提高至300度甚至更高。此时各种电池内部各种化学反应混合在一起同时发生,电池迅速达到热失控。

  凡事有因才有果,电池在待的好好的,怎么能说着火就着火了呢?从电池的角度出发,主要有机械滥用、电滥用和热滥用三种情况,才可能会导致电池发生热失控。比如由于车辆发生撞击引发的挤压、针刺等现象,或者充电时间过长导致过充电等原因,都会成为引发电池热失控的诱因。

  所以既然知道了有什么原因会成为电池热失控的诱因,各家车企自然会加强防范。从设计和监管两个维度双管齐下,降低动力电池发生热失控的几率。例如增强电池组模块结构强度,研发更加完善的热管理系统,添加链式反应阻断措施,比如在电解液里添加阻燃剂、对正负极材料进行包裹啊等等。在监控层面完善充电管理、加强内短路检测、安全状态估计等措施来降低事故发生的概率。

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