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電動車燒傷女孩病情仍危重|深度追蹤:電動車電池為什麼會突然爆炸起火?

2021-07-21 15:57:31汽車

最新訊息

21日浙大兒院醫務科有關患兒情況的通報:

目前患兒病情仍危重,休克關初步已過,目前機械通氣下,迴圈和呼吸功能尚穩定,尚有感染及創面修復關需過

患兒目前診斷:爆炸傷(95%三度燒傷);休克;急性呼吸窘迫綜合徵;呼吸道燒傷;吸入性肺炎;多臟器功能損害。

7月18日上午11點多,42歲的父親騎電動車帶著8歲女兒,去新華書店買書。行至杭州玉皇山路,電動車突然燃起大火,父女兩人嚴重燒傷,至今仍在搶救,讓人痛心不已。經消防部門初步調查,這起悲劇是因電動車鋰電池故障導致。(杭州市監部門昨夜通報:自燃電瓶車由杭州迅馳雅馬哈工貿有限公司生產 | 網友熱議鋰電池安全,為什麼很多店只賣空車不配原廠電池?)

小小一輛電動腳踏車,承載著中國多少家庭的生計。他們穿梭在城市的道路上,也是當下這個時代「中國速度」的隱喻,快一點更快一點,快到沒有生活,快到安全隱患處處藏。但慢下來,沒法掙錢,沒法生活。

幾天來,橙柿互動平臺每天都會收到大量讀者、網友留言,很多人詢問了很多關於電動車和電池的問題。我們做了整理歸類,請相關部門、國內一流電池生產企業研究人員和頂尖專家作了解答。(尊重部分採訪物件要求,不透露具體姓名)

採訪中一位專門研究鋰電池的專家說,電動車的安全問題,歸根結底,就是電池的安全問題。

希望這些回答,能解開你心中的疑問。希望這些內容,對大家安全使用電動車有所幫助,希望類似悲劇,永遠不再重演。

1 電動車電池為什麼會突然爆炸起火?

浙大新材料(鋰電)研究中心專家:一般而言,電動腳踏車上配備的塑膠殼、金屬殼的鋰電池,都會配有安全閥,安全閥額定壓力一般設定在1.5個大氣壓。電池一旦過熱引起電池內壓升高,安全閥都會先開啟,將產生的氣體排出去,所以一般電動車發生自燃的時候,都是先冒煙,後燃燒,不會出現類似本次事件中直接起火爆燃的情況。

依據現有的情況(無碰撞、擠壓、刺穿等外力作用)初步分析,出現這種情況需要同時滿足兩個條件:一是鋰電池發生了外接線路短路(連線電池的線發生短路),極柱連線產生火花,導致溫度急劇上升,產生熱失控;二是電池安全閥失效,或是沒有安全閥,短路產生的氣體持續釋放,就像一個高壓鍋沒有了限壓閥,兩者疊加影響,最終導致發生爆燃。這是非常少見的情況,在我從事電池研發二十多年來還是頭一回碰到,可能是這顆電池的質量太差了。

杭州市電動腳踏車行業商會會長林平:現在市場上的鋰電池主要是三元鋰離子電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池,這三種鋰電池燃燒以及特點各有不同。三元鋰電池內電池組像個圓柱形,裡面一旦發生爆炸,就像放鞭炮一樣,直接爆炸、燃燒。

錳酸鋰電池的電池組像個「軟包」,這個形狀就像平時我們打點滴用的鹽水袋一樣,錳酸鋰電池不會直接爆炸,而是先冒煙後燃燒。

磷酸鐵鋰電池是這三種鋰電池中相對安全的一種。也是這三種鋰電池中最重的,相當於三元鋰電池或錳酸鋰電池重量的兩倍左右。

這三種鋰電池中,三元鋰電池使用是最早的,磷酸鐵鋰電池是用得最晚的。目前,錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池用得最多,不過錳酸鋰電池相對實惠一些。

2 現在市場上的電動車電池一共有幾種?各自有什麼特點?

杭州市電動腳踏車行業商會會長林平:2019年,電動腳踏車實行新的國家標準後,目前杭州道路上使用的電動腳踏車中,老國標的電動腳踏車佔四分之三。其中,這些符合老國標規定的電動腳踏車中,絕大部分使用的是鉛酸電池。新國標出來之後,鋰電池慢慢多了起來。

目前電動腳踏車使用的鋰電池,主要包括三元鋰離子電池、錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池。

天能研究院電池專家(天能和超威是目前市場佔有率最高的兩個國產電動車電池品牌):鉛酸電池比鋰電池出現得早,鉛酸電池發展已經有100多年,比如中國大陸就是鉛酸電池產能最大的生產國,也是出口最多的,鉛酸電池應用也廣泛,具有安全性高,迴圈再利用率高,適用溫度相對較高以及價效比高等特點。

鋰電池儲存密度高,是鉛酸電池六到七倍,體積和重量只有鉛酸電池三分之一,並具有高強度啟動和加速等效能。

3 鋰電池和鉛酸電池到底哪個更安全?聽說鋰電池安全性不如鉛酸電池?

浙大新材料(鋰電)研究中心專家:從理論上講,根據電池的電解液來分析,鉛酸電池的電解液是稀硫酸水溶液,遇到火是點不著的,而鋰電池最大的毛病就是,電池中的電解液是鋰鹽有機溶液,遇火燃燒。從這個角度來看,鉛酸電池是相對安全的。

不過鉛酸電池在過充發生的時候,一樣會產生易燃的氫氣和氧氣,氫氣遇火易爆炸,在密閉的環境充電,同樣也是很危險的。

浙江方圓檢測工程師許恆:鋰電池裡面帶有保護板。出廠時,會對出廠專案進行相應質檢,符合標準的,電池外包裝上有GB/T36972-2018或QB/T2947.3-2008的標誌。只要合理規範使用,一般不會出現問題。千萬不要改裝,改裝後的風險極大。即便鋰電池壞掉需要更換,也一定換成原型號的鋰電池。

天能研究院電池專家:從材料上說,鉛酸電池的正負極材料是金屬鉛及鉛合金,隔膜材料是玻璃纖維,電解液是硫酸和純水,基本上不含有機物。其中金屬鉛及鉛合金的化學效能穩定,遇水不會發生劇烈反應,所以也就不會放熱;玻璃纖維和稀硫酸都是無機物,本身難燃,即使遇到明火也不助燃。所以從材料體繫上說,鉛酸電池安全性更好。

鋰電池的正極材料一般為鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等鋰鹽,負極材料一般為石墨,隔膜材料為聚乙烯或聚丙烯,電解液為六氟磷酸鋰+溶劑,其中正極鋰鹽屬於無機物,但石墨、聚乙烯、聚丙烯及電解液比較易燃。

從內部發熱原理上說,鉛酸電池在多次充放電後,正負極也可能會析出氫氣和氧氣,如果不能及時排出電池殼體,遇到明火或者電池內部大量放熱,就可能會燃燒或爆炸,而鉛酸電池在設計的時候就考慮了這個問題,設定了排氣閥,當鉛酸電池經過多次充放電析出的氫氣和氧氣,達到設計的壓力時,就會衝開排氣閥,排出電池殼體,提升安全性。

鋰電池在多次充放電尤其是大電流放電後,容易在負極形成鋰枝晶,刺穿隔膜導致鋰電池內部短路,一旦短路就會發熱,而鋰電池內部的隔膜、電解液溶劑又是易燃物,所以鋰電池一旦短路就容易引發自燃

同時,負極形成的金屬鋰枝晶,一旦暴露在空氣中,就會與空氣中的氧氣發生劇烈燃燒,導致爆燃,這是因為金屬鋰是元素週期表中活性最強的金屬元素,化學穩定性最差。

4 我去買電動車,怎麼知道裝的是不是原裝電池?

杭州瑞風工貿的法定代表人張青華:當消費者進入一家經營店購買一款新電動車時,電池和車身是分開的。一般車行會現場裝在一起。這個時候如何辨別?3C認證型式試驗明確的電池,為原裝電池,產品合格證上也標明有蓄電池的型別、生產企業、容量、型號資訊。出廠電池應與3C證書及合格證上的保持一致。

使用過程中,如果大家更換電池,也需要更換與合格證上一致或相近的電池型別,包括品牌、型號、容量。

5 我的電動車原裝是鉛酸電池,可以換成鋰電池嗎?

杭州市市場監管局合格評定處副處長劉亞冰:如果家裡為鉛酸電池電動車,電池出現問題需要更換,應該直接找到廠家更換同款或相近的鉛酸電池,而不可以直接去經營店中更換成鋰電池。

同時,經營店也不可以擅自為消費者將鉛酸電池更換為鋰電池。這個是有法可依的。

《浙江省電動腳踏車管理條例》第十八條有明確規定。

杭州市電動腳踏車行業商會會長林平:目前市場上,電動腳踏車使用的電池確實有私改裝現象。鉛酸改鋰電比較少,鋰電改鉛酸比較多,最主要的原因是鉛酸便宜。

另外,私改裝的電池中,有些是客戶提出要求,也不排除一些商家故意私裝組裝或雜牌的電池。這些雜牌或組裝的電池,裡面的電芯多半是新能源汽車裡使用過的。

不管是鉛酸改成鋰電,還是鋰電改成鉛酸,又或者私裝電池,這些肯定都是不符合規定的。

6 電池用了蠻長時間,怎麼知道是不是安全?哪裡可以檢測一下?

浙江方圓檢測集團有限公司工程師許恆:大家可以這樣自檢。首先,檢視電池外觀,有無鼓包,有無液體出來,只要出現這些情況,就意味著不安全了。這個時候,要趕緊拿到售後點進行檢測,一般售後點都可以透過檢測電容量是否達標等進行判斷。

目前杭州沒有專門針對電池安全效能檢測的機構,也就是說,大家無法對家用電動車的電池進行專門的安全效能檢測。

電池安全效能檢測會使得電池破壞掉,無法繼續使用,因此,電池安全效能檢測一般適用於生產流通環節對批次產品進行抽樣檢測。

不過大家可以去電動車售後服務點,對電動車電池的電容量進行檢測。

7 很多電動車起火自燃,都是發生在充電的時候,這是為什麼?

浙大新材料(鋰電)研究中心專家:目前市面上的電動腳踏車使用的主要是鉛酸電池與鋰電池,過充狀態下產生熱失控,就有可能引發自燃。

鉛酸電池的電解液是水溶液,充電電壓達到約2伏開始電解水,電壓基本不再上升,但產生大量氫氣和氧氣,密閉狀態下容易發生自燃。電池內壓過高也會引起爆炸。但是這些氣體大多數情況下,會透過電池自帶的安全閥排出,不易察覺。

而鋰電池充電過程中,過充易引起電極極化反應,發生過熱現象。對鋰電池的充電主要依仗電池管理系統(BMS)來控制電壓。BMS的質量和可靠性對鋰電池應用的安全性至關重要。如果選用了質量較差的BMS,就可能導致充電過程中,鋰電池電壓不受控制繼續上升,電解液開始分解,電池內壓過高開啟安全閥,發生冒煙,甚至遇熱燃燒。此前的波音787飛機發生鋰電池起火,也是這個問題。

8 電池用到什麼時候就要換了?

天能研究院電池專家:鉛酸電池一般的迴圈次數在300-500次之間,即300-500個充放電週期,鋰電池迴圈次數在700-1000次之間。

一般家用電動腳踏車,鉛酸電池2年左右一換,鋰電池4年一換。但在外賣、快遞等領域,鉛酸電池半年就要換一次,主要看使用的頻繁程度及電池養護情況。

浙江方圓檢測集團有限公司工程師許恆:一般鋰電池的壽命為2-3年,鉛酸電池為1年。時間一到,應該及時進行更換。

9 哪些使用習慣可能會影響電池壽命?

天能研究院電池專家:主要有三點。第一是整車是否適配,電池組應與指定功率及配置的整車進行配套;充電器是否適配,電池組應選擇正規廠家配套的專用充電器進行使用,還有是否有良好充電習慣。

電量在30%餘電情況下就應該補充電;不要過長時間充電;長期不用的電池要斷開整車與電池的電路開關,並每月進行定期補充電。

浙江方圓檢測集團有限公司工程師許恆:充電時最好不要離開,充電時間也不可以過長,不要把電用完,剩餘30%即可開始充電,變為綠燈後即可停止充電,否則會損害電池。

10 聽說鋰電池將來會取代鉛酸電池?

天能研究院電池專家:電動腳踏車上的主要就是鉛酸電池和鋰電池,20年前有說法鋰電池將取代鉛酸電池,但如今鉛酸電池仍廣泛使用,鋰電池也肯定不是終極能源。

11 有沒有一種新型電池,能夠解決自燃的問題?

浙大新材料(鋰電)研究中心專家:未來的發展方向,應該是固態電池,我們對此已經持續研究了十多年。固態電池的電解液不再是液體,而是固體,熱穩定性高,此外,固態電池的動力等各方面也會更加優秀。預計在2025年以後,就會有相關產品面世,首先會運用在電動汽車上。

橙柿互動·都市快報 記者 董呂平 朱振輝 王青 張慧麗

通訊員 祝姚玲