鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年04月27日
知名品牌電動車接連自燃,您家綠牌車還安全嗎?
近日,接連不斷的電動汽車自燃事件搞得電動汽車車主人心惶惶。
█先是自帶光環(huán)的特斯拉
據(jù)央視新聞消息,4月21日20時32分許,上海徐匯消防接警稱某小區(qū)地下車庫發(fā)生火災(zāi)。
現(xiàn)場監(jiān)控視頻顯示,一輛停放在地庫里的特斯拉轎車底有白煙冒出,大約6秒后煙霧迅速擴(kuò)散,車身突然發(fā)出強(qiáng)烈火光,很快,整輛車都湮沒在大火之中!
事故車輛為特斯拉ModelS車型。車主回憶,事發(fā)時間距離他停車入庫的時間,不過半小時左右,事發(fā)時并未在充電。
4月22日凌晨6時58分,盡管特斯拉中國積極做出回應(yīng),而且效率非常之高。但是民眾剛經(jīng)歷前段時間西安利之星奔馳事件,又加上特斯拉自帶光環(huán)屬性。近日,“特拉斯汽車自燃”、“特斯拉官方回應(yīng)”登上微博熱搜,網(wǎng)友討論熱度一直不減。
█再是一直頗受爭議的蔚來
接連不斷的自燃事件把電動車是否安全推到風(fēng)口浪尖。
人們擔(dān)心電動汽車成為馬路上的燃燒彈,擔(dān)心停車場里自己的汽車無端被電動汽車點著。盡管燃油車也出現(xiàn)過行駛中發(fā)生自燃的現(xiàn)象,可電動車卻是在停駛中毫無征兆地燃燒起來。
為什么會自燃?
1.鋰電池活躍性高
不論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,都離不開一個元素“鋰”,做為一種活性非常高的金屬元素,鋰甚至在自然環(huán)境中無法單一存在。正因為其強(qiáng)大的化學(xué)活性,在能量的貯存和傳遞方面有非常大的潛能。
鋰電池活性太強(qiáng)導(dǎo)致其太過“易燃易爆炸”,擠壓、電流波動、溫度過高等情況,都會成為安全事故的誘因。雖然目前市面上也有使用鎳氫電池(豐田混動)等安全性更高的動力電池,但是在單位密度、動力輸出等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及鋰電池。以當(dāng)下的研發(fā)速度來看,未來數(shù)年內(nèi)鋰電池依然會是新能源汽車電池的主要動力來源。
2.電池安全不達(dá)標(biāo)、管理不完善
由于現(xiàn)在新能源相關(guān)法律法規(guī)還不完善,導(dǎo)致在電池生產(chǎn)管理、驗收等環(huán)節(jié)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),車輛安全性方面有好有壞、參差不齊。即使是號稱管理最嚴(yán)格的特斯拉,也難逃電池安全丑聞。
3.快速充電
隨著新能源車?yán)m(xù)航里程不斷增加,其使用的動力電池也越來越大,為了讓充電能達(dá)到接近加油的速度,快充充電樁就成了必不可少的附屬品??斐潆m然很方便,但在充電時會讓電池溫度迅速升高,從而引發(fā)電池自燃、爆炸。
4.電池老化
電池老化也是導(dǎo)致自燃的主要原因之一,雖然汽車廠家都對動力電池提供超長質(zhì)保,但電力元件與機(jī)械元件有很大不同,混動電池在使用過程中其外殼都會出現(xiàn)不同程度的老化、脫落。一旦電池中的鋰元素裸露在空氣中就會引發(fā)整個電池組自燃,從而釀成慘劇。
去年10月,國家市場監(jiān)管總局透露,據(jù)掌握的輿情信息顯示,2018年已發(fā)生新能源汽車起火事件40余起。另據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2018年全年召回新能源汽車高達(dá)13.57萬輛,召回比例高達(dá)13.46%。當(dāng)前,無論從遏制電動汽車安全事故總量,保障用戶生命與財產(chǎn)安全,還是保護(hù)電動汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,動力電池的安全性都成為迫切需要解決的問題。
專家怎么看?
普天新能源首席科學(xué)家邵浙海表示,充電相關(guān)因素是新能源汽車起火事故的一大誘因,在諸多自燃事故中,由充電因素引起的自燃事故占比達(dá)31%,高居各種因素榜首。
此外,不少新能源車企為了拿到更多的國家補(bǔ)貼,追求高續(xù)航里程,盲目推崇高能量密度電池。有媒體報道稱,磷酸鐵鋰和三元鋰電池是目前市面上使用率最高的動力電池。
特斯拉使用的就是三元鋰離子電池。數(shù)據(jù)表明,磷酸鐵鋰電池雖然安全性能高,但能量密度相對不及三元鋰電池,一再被忽略。為了防止空氣進(jìn)入電池內(nèi)部,汽車電池制造商一般會用多層外殼或塑膜來封閉電池,使鋰電池不會與氧氣接觸。有專家指出,目前電動車為追求高能量密度、高續(xù)航,有的將電池中的隔膜厚度進(jìn)行削減,給電池造成了一定的安全隱患,很容易造成熱失控。
武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授艾新平在接受媒體采訪時表示,鋰電池發(fā)生爆炸、燃燒等安全性事故的根本原因在于電池內(nèi)部瞬間升溫過快或內(nèi)壓過高,但電池是否發(fā)生爆炸與荷電狀態(tài)、熱傳遞速度、安全閥開啟的靈敏度、外界環(huán)境溫度等很多因素有關(guān)。鋰電池燃燒后,電解液會發(fā)生分解,產(chǎn)生氟化氫,事故現(xiàn)場的人如果沒有做好防護(hù),呼吸道很可能會受到損傷。純電動乃至新能源車頻繁自燃的原因非常多,電池原材料、電池裝配工藝、整車結(jié)構(gòu)設(shè)計等等都是自燃的原因之一。
在艾新平看來,以往大家大多是從工藝上考慮提高電池的安全性,比如設(shè)計安全閥、避免短路、控制制造過程等,但這些工作只能說是盡量地減少安全事故,不可能完全避免事故。
化學(xué)黨這樣提高電池安全性
如何改善鋰電池的安全性,化學(xué)黨試驗了這些方法:
01|提高電解液的安全性
通過加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。根據(jù)添加劑功能的不同,主要可以分為以下幾種:安全保護(hù)添加劑、成膜添加劑、保護(hù)正極添加劑、穩(wěn)定鋰鹽添加劑、促鋰沉淀添加劑、集流體防腐添加劑、增強(qiáng)浸潤性添加劑等。
為了改善商用鋰鹽的性能,研究者們對其進(jìn)行了原子取代,得到了許多衍生物,其中采用全氟烷基取代原子得到的化合物具有閃點高、電導(dǎo)率近似、耐水性增強(qiáng)等諸多優(yōu)點,是一類很有應(yīng)用前景的鋰鹽化合物。另外,以硼原子為中心原子、與氧配體螯合得到的陰離子鋰鹽,具有很高的熱穩(wěn)定性。
對于溶劑方面,很多研究者提出了一系列新型的有機(jī)溶劑,如羧酸酯、有機(jī)醚類有機(jī)溶劑。另外,離子液體也有一類安全性高的電解液,但是相對普遍使用的碳酸酯類電解液,離子液體的粘度高個數(shù)量級,電導(dǎo)率、離子自擴(kuò)散系數(shù)較低,離實用化還有很多工作要做。
02|提高電極材料的安全性
對于正極材料,提高其安全性的常見方法為包覆修飾,如用金屬氧化物對正極材料進(jìn)行表面包覆,可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸,抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變,提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,降低晶格中陽離子的無序性,以降低副反應(yīng)產(chǎn)熱。
對于負(fù)極材料,由于其表面的往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學(xué)分解并放熱的部分,因此提高SEI膜的熱穩(wěn)定性是提高負(fù)極材料安全性的關(guān)鍵方法。通過微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆,可以提高負(fù)極材料熱穩(wěn)定性。