燃烧爆炸是谁的责任？揭开锂离子动力电池的神秘面纱
你知道什么是锂离子电池吗？
首先纠正一个说法，很多人认为锂电池是锂离子电池的简称，其实是一个误解。锂电池的真正身份是以锂金属为负极的原电池。它的起源可以追溯到爱迪生。但金属锂由于化学特性活泼，容易燃烧爆炸，已不再广泛使用。
电动汽车上的现代蓝已应用高能聚合物锂离子电池，容量为16.4kwh，聚合物锂离子电池是由液态锂离子电池发展而来的新一代高比能量电池。在与液态锂离子电池相同的容量下，聚合物锂离子电池具有体积更小、重量更轻、工作范围更广、使用寿命更长的优点。更重要的是，它的电解液是固体或凝胶，不存在液体电池电解液泄漏造成的危险。
◆误差修正:
误解:锂离子电池也有“记忆效应”，需要完全充电和放电来激活电池容量。
更正:“记忆效应”是镍镉和镍氢电池的“专利”。其原理是充放电不完全导致结晶，锂离子电池几乎不会产生这种效果。然而，虽然锂离子电池不存在“记忆效应”，但随着使用时间的增加，锂离子在正负极上的空腔结构会逐渐塌陷和堵塞。化学上，正负极材料的主动钝化通过副反应导致其他稳定化合物的形成，从而导致可移动锂离子的减少，这些都体现在电容的降低上。
完全充放电会降低锂离子电池的寿命！直观上可以理解为，过放电会导致负极碳中锂离子的过度释放，导致其片层结构的坍塌，过充电会迫使过多的锂离子进入负极碳结构，使部分锂离子无法释放。
电池说明书中提到的“一个月充放电一次”并不是为了消除“记忆效应”。锂离子电池通常配备有管理芯片，其中包含一系列寄存器，如存储容量、温度、充电状态和放电次数。这些值在使用过程中会逐渐变化。“你应该一个月左右充放电一次所有数据”指令的主要作用应该是修正这些寄存器中不合适的值，使电池的充电控制和标称容量与电池的实际情况相匹配。
锂离子电池的广泛应用
●锂离子电池的广泛应用
◆日产凌风
“日产聆风纯电动汽车”
凌风是日产推出的纯电动零排放汽车。它由堆叠式紧凑型锂离子电池驱动，电池容量为24千瓦时，最大输出功率为90千瓦。充满电后可达到160公里的续航里程。此外，凌峰提供多种充电方式。如果在家里给凌风充电的话，给车充满电需要8个小时。如果在快充站充电，只需要30分钟就能充80%的电。
◆奔驰S400混合动力
“梅赛德斯-奔驰S400混合动力车”
奔驰明确表示，S400是车厂首款使用锂电池的大规模量产车型。它由35个电池组成，可以提供19 kW的输出功率和6.5安培小时的容量。体积小，可以直接放在发动机舱内。
◆雪佛兰伏特
“雪佛兰沃蓝达增程电动车”
“沃蓝达的“T”锂离子电池组”
与很多电动汽车和混合动力汽车不同，沃蓝达采用了扩展程序设计，可以通过汽油发动机发电并给电池充电来可靠地驱动车辆，也可以仅依靠电池运行。Volda的电池组是由通用汽车公司和美国LG化学公司联合开发的锂离子电池，容量为16 kWh。然而，由于碰撞测试三周后自燃，据报道，通用汽车将改用磷酸铁锂电池。
◆比亚迪E6
“比亚迪E6纯电动汽车”
比亚迪E6电动车采用磷酸铁锂电池组，续航里程可达300公里。E6的电池组很有意思。只要家里有足够的电线负载，直接插上220v家用电就可以充电，充满电时间大概在7-8小时左右。使用专用充电设备，15分钟即可充满80%。
磷酸铁锂电池，事故机理和标准
●磷酸铁锂电池是以正极材料命名的锂离子电池。
锂离子电池的正极材料有很多，如钴酸锂、锰酸锂等。但由于种种缺点，逐渐被磷酸亚铁锂取代。磷酸亚铁锂是目前最受欢迎的正极材料。
磷酸铁锂电池是以正极材料命名的锂离子电池。所有锂电池的结构和工作原理大致相同。磷酸铁锂电池以磷酸铁锂为电池正极，通过铝箔与正极相连，中间有聚合物隔膜将正极和负极隔开，但锂离子Li+可以通过，电子e-不能。由碳制成的电池负极通过铜箔与电池负极连接。电池上下两端之间是电池的电解液，电池由金属外壳密封。磷酸铁锂电池充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的Li+离子通过隔膜迁移到正极。
比亚迪称其产品为铁电池有两个原因。一方面，有一种说法是铁电池可以分为高速铁电池和锂铁电池，所以理论上这个名字怎么强调都不过分。另一方面，目前磷酸铁锂化合物的专利只有A123、Phostech和Aleees持有。不是所有人生产的电池都能叫磷酸铁锂电池，所以叫铁电池。但比亚迪的电池本质上是锂离子电池。
◆真铁电池
真铁电池是以稳定的高铁酸盐为正极，以锌、铝、铁、镉、镁为负极，通过它们之间电子的运动进行充放电的电池。目前还没有厂商宣称能够将铁电池大规模投入实际使用。
●燃烧爆炸:都是短路引起的。
燃烧条件既是可燃物又是点火器，可以直观的理解为干柴和火。锂离子电池的安全事故主要是由电极与电解液的反应引起的。电解液中含有有机溶剂，这是一种高度易燃的物质。这是“干柴”。为防止滥用，阴极材料稳定性差，容易放氧。只是因为有机溶剂容易与氧气反应释放出大量的热量和气体，产生的热量会进一步加剧阴极的分解，造成恶性循环；当温度达到电解质的燃点时，电解质就会燃烧，这个放热反应就是“火”。此时，如果电池处于密闭状态，会产生大量气体，电池内部压力迅速上升，导致爆炸。以下是一些常见的事故原因。
◆过充导致燃烧爆炸。
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这段视频的前25秒是安全警告。26秒时，锂离子电池被高电压过度充电，40秒时，电池爆炸。
使用损坏或不匹配的充电器充电可能会导致过度充电。当电压过高时，大量锂离子会从正极溢出，而负极无法吸收的锂离子会在其表面形成枝晶，使电池短路。短路电流会产生大量的热量，温度的迅速升高会导致作为有机溶剂的电解液燃烧，严重时会导致阳极的分解反应或阴极与电解液的反应，产生大量的气体。在这样的闭环中，唯一的结果就是爆炸。即使电池安全阀正常工作，也可能会喷出电解液，引起更大范围的火灾。
◆穿刺和撞击引起的燃烧和爆炸。
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从这个视频的第三秒开始，测试针刺入锂离子电池，然后电池内部产生大量热量，内部反应产生大量气体。
在开车的过程中，不可避免的会遇到碰撞和道路脏乱。追尾、拖底、溅渣都会对电池造成很大威胁。刺破会使电池短路，产生大量热量，导致电解液燃烧。温度升高会导致正极材料分解或与电解液反应产生大量气体，从而导致爆炸。当锂离子电池受到冲击时，电极上的过电压损失会产生热量，促进溶剂与负极的反应。释放的热量会进一步加热电池，正极发生热分解反应，导致电池爆炸。
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该视频中，电池正负极在4秒内短路，瞬间发生气体爆炸，电解液燃烧17秒。
可以看出，这些危害的本质是短路引起的内部反应，反映的是高温高压引起的电池燃烧爆炸。因此，应严格控制电池内部材料的耐热性。
●如何认证锂离子电池的安全性？
目前，UL是全球最权威的第三方认证机构。换句话说，如果锂离子电池的一系列UL实验通过，它将得到全球电动汽车制造商的认可。
高温、撞击、穿刺都会引起锂离子电池内部环境的变化，导致电池内部发生各种有害反应。因此，ul设计了一系列残酷的测试来控制锂离子电池的安全性能。钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂电池中，磷酸铁锂的耐过充过热性能最好，不易燃烧爆炸。
即使电池本身是安全的，装在车上也不一定安全。电池测试很难模拟行驶事故中电池所处的恶劣环境。目前，无论是中国还是美国，都没有一套独立的、全面的电动车碰撞标准。从美国FMVSS305和GB 18384.1-2006 5438+0来看，都只局限于碰撞后电池电解液泄漏和电池位置的规定，并没有看到大众关心的燃烧爆炸的规定。虽然我们在这方面并不落后，但我相信大家和我一样，都希望像发达国家一样标准化，并不是所有国家都不标准化。
美国国家交通安全管理局对雪佛兰沃蓝达进行了碰撞测试。测试结束后，车辆被放在停车场，三周后自燃。官方解释是电池短路，因碰撞导致电解液泄漏而自燃。虽然最终电池烧坏了，但是可以看出在碰撞过程中电池并没有对车辆的安全造成威胁。
至于比亚迪E6在撞击后起火，我们就不讨论事故原因了，但是了解的人都知道:首先电动车的动力电池是一个电池组，就是几十个或者几百个单体电池串并联在一起。假设单个电池是安全的，它们之间的连接电路和控制电路也难逃其咎。更何况每个电池的统一性也不好判断，就像两个一模一样的内存没有质量问题，也会有不兼容的情况。其次，高速撞击未必能逃过汽油车的厄运。再次，碰撞安全性是由车身结构、材料强度等多种因素决定的。所以不要全怪电池。
全文摘要:
电池安全自然成为电动车安全的重点，但电池组中每块电池的连接电路和控制电路的可靠性不容忽视，车身结构和材料强度的重要性也不能因为过分强调电池安全而忽视。平心而论，内燃机车的安全性是小于100%的，所以要学会用大胆的假设和缜密的论证来看待一个综合问题。
●汽车技术难懂？汽车设计是不是太远了？谁说的？这些内容也可以很有趣！
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