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為什么電動汽車起火那么可怕?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月28日  

4月21日晚8時左右,上海某小區的地下車庫內,一輛靜置狀態下的特斯拉ModelS從車底冒出白煙,隨后爆炸起火。次日下午,位于西安的一輛蔚來ES8純電動汽車在授權服務中心維修時發生自燃,通過燃燒之后的照片我們能夠看到,整臺車基本已經成為灰燼。

隨著兩起純電動車自燃事故接連發生,純電動汽車的安全問題被重新拉回到了焦點。但是話說回來,每年燃油車的自燃事故不計其數,可為什么電動汽車卻一著就火哪?

此前,相關部分電動汽車專家曾說過:電動汽車自燃事故很難找到原因,這是其廣受關注并且容易造成恐慌的最重要原因。就像03年的非典一樣,很多人都經歷過,非常可怕,但最后死亡的人數并不多。然而全世界每年感冒死亡的人數上萬,但從來沒有人因為自己感冒了很害怕,其中的原因在于非典沒有藥,電動汽車一著就火也是如此,沒有更好的解決方案,容易讓消費者產生恐慌。

電動汽車很難找到真正的著火原因

燃油車自燃無非是漏油之后碰到電線或者電路短路引發,而電動汽車著火原因卻有多種因素。例如過充/過放電導致的熱失控,在過充時,正極活性物質結構的不可逆變化及電解液的分解會產生大量氣體和熱量,當電池外殼不能支撐電池的內壓后,就會出現爆炸、燃燒等情況。

過充過放之外,電池內短路也會造成燃燒或爆炸等情況。電池正負極之間由微米級別的隔膜進行分離,鋰離子電池在充電過程,尤其是低溫充電時容易產生鋰結晶,結晶會刺穿隔膜導致正負極短路,出現熱失控現象。另外則是鋰電池收到外部沖擊,導致熱失控。這種內短路發生有時是瞬間的,而有的也是緩慢發生的,時間非常長,很難判斷什么時候會出現熱失控。

除此之外,有些自燃還是因為BMS故障、判斷失誤、數據錯誤引起的,總之情況非常復雜,究竟是誰除了問題不好判斷。

雖然最后都是由熱失控引起的燃燒或者爆炸,但目前還沒有人能夠說得清楚某次著火的具體原因是什么,只能通過大量的驗證來避免鋰電池熱失控的情況發生。另外一個難點在于大部分鋰電池熱失控是沒有任何征兆的,即使是目前電控和電池系統做的最好的特斯拉也無法通過提前預測將危害降到最低。

鋰電池燃燒釋放氧氣一旦著火難以控制

動力電池不僅熱失控無法預測,一旦著火之后火情也非常難控制。目前國內主流電動車所采用的三元鋰電池為正極材料為包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)三種金屬元素的聚合物。特斯拉采用的為NCA三元鋰電池,其正極材料為鎳(Ni)、鈷(Co)、鋁(Al)三種金屬元素的化合物。

由于NCM/NCA三元鋰電池正極材料穩定性問題,在過充、過放或短路等情況下,正極材料材料中的氧元素會分離成為氧氣,此時電池內的各種有機溶劑易和氧氣還會發生反應產生氣體和熱量,熱量會進一步加劇正極的分解,形成一個惡性循環,當溫度達到電解液燃點時就會燃燒。

一旦電池開始燃燒,正極材料還會不斷分解出氧氣助燃,因此鋰電池著火之后非常難以控制。采用與氧氣隔離的滅火方式,例如干粉滅火器、泡沫滅火器等都幾乎沒有作用,采用水來滅火的方法也只能通過對鋰電池降溫,減少氧氣分解的方式滅火,很難直接將火撲滅。

動力電池著火對環境危害較大最好的方式是燒光

三元鋰電池的電解液為六氟磷酸鋰,是一種高氟有機溶劑。當其泄露之后會對環境造會成巨大的影響,目前還沒有技術能夠處理電解液泄露造成的危害。

氟有巨毒,并且是一起強腐蝕性能,玻璃都可以腐蝕。這種溶劑流入河內,經過地方的生物都會死去。而在為電動汽車滅火過程中所使用大量的水其實都是電解液的溶劑,這種溶劑進入下水道不知去向。如果拿去澆地,農作物將受到影響,流入大海或者河流,魚也會受到影響,因此最好的方式就是在確保其他財產安全的情況下讓他燒光,持續用水滅火不但不能起到很好的作用,反而會對環境造成更大的污染。

總結:目前,很多消費者都非常關注純電動車的安全性問題,但是在購車的過程中還喜歡高能量密度、長續航高性價的產品,二者互相矛盾。現有的電池材料沒有充分驗證的情況下,動力電池的安全性會隨著能量密度的增加而降低,兩者也是矛盾體。目前技術只能通過不斷實驗,不斷驗證來掌握能量密度與安全性之間的一個平衡點,一味的追求高能量密度不利于安全。

當下,無論是市場還是政策,都驅動著純電動車向高能量密度和高續航發展。政策層面,補貼一年一變化,降低金額的同時還要求電池能量密度和續航持續增加,這個時間對于車企來說很難快速做出反應。在消費者層面,人人追求高續航,今年想要400公里,明年想要500公里,在各項壓力之下車企只能妥協,造適應市場的產品。可回過頭來想想,這真的不是什么健康的市場。

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