电动自行车安不安全归根结底是电池安不安全
记者董吕平朱振辉王青
7月18日上午11点多,42岁的父亲骑电动车带着8岁女儿,去新华书店买书。行至杭州玉皇山路,电动车突然燃起大火,父女两人严重烧伤,至今仍在抢救,让人痛心不已。经消防部门初步调查,这起悲剧是因电动车锂电池故障导致。
小小一辆电动自行车,承载着中国多少家庭的生计。他们穿梭在城市的道路上,也是当下这个时代“中国速度”的隐喻,快一点更快一点,快到没有生活,快到安全隐患处处藏。但慢下来,没法挣钱,没法生活。
几天来,橙柿互动平台每天都会收到大量读者、网友留言,很多人询问了很多关于电动车和电池的问题。我们做了整理归类,请相关部门、国内一流电池生产企业研究人员和顶尖专家作了解答。(尊重部分采访对象要求,不透露具体姓名)
采访中一位专门研究锂电池的专家说,电动车的安全问题,归根结底,就是电池的安全问题。
希望这些回答,能解开你心中的疑问。希望这些内容,对大家安全使用电动车有所帮助,希望类似悲剧,永远不再重演。
1电动车电池为什么会突然爆炸起火?
浙大新材料(锂电)研究中心专家:一般而言,电动自行车上配备的塑料壳、金属壳的锂电池,都会配有安全阀,安全阀额定压力一般设置在1.5个大气压。电池一旦过热引起电池内压升高,安全阀都会先打开,将产生的气体排出去,所以一般电动车发生自燃的时候,都是先冒烟,后燃烧,不会出现类似本次事件中直接起火爆燃的情况。
依据现有的情况(无碰撞、挤压、刺穿等外力作用)初步分析,出现这种情况需要同时满足两个条件:一是锂电池发生了外接线路短路(连接电池的线发生短路),极柱连线产生火花,导致温度急剧上升,产生热失控;二是电池安全阀失效,或是没有安全阀,短路产生的气体持续释放,就像一个高压锅没有了限压阀,两者叠加影响,最终导致发生爆燃。这是非常少见的情况,在我从事电池研发二十多年来还是头一回碰到,可能是这颗电池的质量太差了。
杭州市电动自行车行业商会会长林平:现在市场上的锂电池主要是三元锂离子电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池,这三种锂电池燃烧以及特点各有不同。三元锂电池内电池组像个圆柱形,里面一旦发生爆炸,就像放鞭炮一样,直接爆炸、燃烧。
锰酸锂电池的电池组像个“软包”,这个形状就像平时我们打点滴用的盐水袋一样,锰酸锂电池不会直接爆炸,而是先冒烟后燃烧。
磷酸铁锂电池是这三种锂电池中相对安全的一种。也是这三种锂电池中最重的,相当于三元锂电池或锰酸锂电池重量的两倍左右。
这三种锂电池中,三元锂电池使用是最早的,磷酸铁锂电池是用得最晚的。目前,锰酸锂电池和磷酸铁锂电池用得最多,不过锰酸锂电池相对实惠一些。
2现在市场上的电动车电池一共有几种?
各自有什么特点?
杭州市电动自行车行业商会会长林平:年,电动自行车实行新的国家标准后,目前杭州道路上使用的电动自行车中,老国标的电动自行车占四分之三。其中,这些符合老国标规定的电动自行车中,绝大部分使用的是铅酸电池。新国标出来之后,锂电池慢慢多了起来。
目前电动自行车使用的锂电池,主要包括三元锂离子电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池。
天能研究院电池专家(天能和超威是目前市场占有率最高的两个国产电动车电池品牌):铅酸电池比锂电池出现得早,铅酸电池发展已经有多年,比如我国就是铅酸电池产能最大的生产国,也是出口最多的,铅酸电池应用也广泛,具有安全性高,循环再利用率高,适用温度相对较高以及性价比高等特点。
锂电池存储密度高,是铅酸电池六到七倍,体积和重量只有铅酸电池三分之一,并具有高强度启动和加速等性能。
3锂电池和铅酸电池到底哪个更安全?
听说锂电池安全性不如铅酸电池?
浙大新材料(锂电)研究中心专家:从理论上讲,根据电池的电解液来分析,铅酸电池的电解液是稀硫酸水溶液,遇到火是点不着的,而锂电池最大的毛病就是,电池中的电解液是锂盐有机溶液,遇火燃烧。从这个角度来看,铅酸电池是相对安全的。
不过铅酸电池在过充发生的时候,一样会产生易燃的氢气和氧气,氢气遇火易爆炸,在密闭的环境充电,同样也是很危险的。
浙江方圆检测工程师许恒:锂电池里面带有保护板。出厂时,会对出厂项目进行相应质检,符合标准的,电池外包装上有GB/T-或QB/T.3-的标志。只要合理规范使用,一般不会出现问题。千万不要改装,改装后的风险极大。即便锂电池坏掉需要更换,也一定换成原型号的锂电池。
天能研究院电池专家:从材料上说,铅酸电池的正负极材料是金属铅及铅合金,隔膜材料是玻璃纤维,电解液是硫酸和纯水,基本上不含有机物。其中金属铅及铅合金的化学性能稳定,遇水不会发生剧烈反应,所以也就不会放热;玻璃纤维和稀硫酸都是无机物,本身难燃,即使遇到明火也不助燃。所以从材料体系上说,铅酸电池安全性更好。
锂电池的正极材料一般为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等锂盐,负极材料一般为石墨,隔膜材料为聚乙烯或聚丙烯,电解液为六氟磷酸锂+溶剂,其中正极锂盐属于无机物,但石墨、聚乙烯、聚丙烯及电解液比较易燃。
从内部发热原理上说,铅酸电池在多次充放电后,正负极也可能会析出氢气和氧气,如果不能及时排出电池壳体,遇到明火或者电池内部大量放热,就可能会燃烧或爆炸,而铅酸电池在设计的时候就考虑了这个问题,设置了排气阀,当铅酸电池经过多次充放电析出的氢气和氧气,达到设计的压力时,就会冲开排气阀,排出电池壳体,提升安全性。
锂电池在多次充放电尤其是大电流放电后,容易在负极形成锂枝晶,刺穿隔膜导致锂电池内部短路,一旦短路就会发热,而锂电池内部的隔膜、电解液溶剂又是易燃物,所以锂电池一旦短路就容易引发自燃。
同时,负极形成的金属锂枝晶,一旦暴露在空气中,就会与空气中的氧气发生剧烈燃烧,导致爆燃,这是因为金属锂是元素周期表中活性最强的金属元素,化学稳定性最差。
(下转A04版)
本文来源:都市快报