热失控：电池的"自燃"能被扼杀在摇篮里吗？

《电动未来动力电池安全与科技探秘系列科普》——热失控：电池的"自燃"能被扼杀在摇篮里吗？

新能源汽车的普及为环保出行做出了巨大贡献，但动力电池存在一定概率的热失控风险，这一现象引发了广泛关注。热失控是电池“自燃”的罪魁祸首，如何有效应对这一问题，降低用户使用风险？北京交通大学 教授、博士生导师孙丙香将为您解析热失控的成因、当前技术进展，并分享如何防患于未“燃”的实用建议。

电池为什么会热失控？

热失控是指电池内部因链式放热反应导致温度急剧升高，引发起火或爆炸的不可控过程。其主要诱因包括内短路触发、高温触发、过度充电触发和外短路触发。

目前可充电的主流车用电池是锂离子电池，其组成部分主要由正极金属和材料、负极金属和材料、隔膜、电解液还有外壳组成。其中隔膜的作用是让导电的粒子通过，但是又要保证正负极之间不短路。

内短路触发主要是由于电池制造缺陷或机械损伤导致电池结构破坏，进而造成隔膜破损、正负极短路，引发剧烈放热，造成失控。

高温触发主要是由于外部高温或散热不良，电池内部电化学反应加速，热量积累触发恶性循环，造成失控；高温触发是导致热蔓延的重要原因。

过度充电触发主要是由于充电管控失效，电池电压超出安全范围后，电解液加速分解产气，副反应骤增；同时伴随锂枝晶生长，刺穿隔膜引发内短路，进而造成失控。

外短路触发主要是由于电池正负极直接连通或者被金属导体搭接，或者严重涉水短路，回路内阻骤降至100mΩ以下，如果熔断器没有可靠熔断，就会短时温升剧烈导致失控。

数据显示，80%以上的电池热失控事故与上述因素叠加有关。因此，精准识别诱因是预防的第一步。

目前有哪些技术能抑制热失控？

电池管理系统是实施电池管控技术，确保电池安全可靠运行的重要部件。针对现有液体电解质体系的电池，电池管理系统配备液冷措施来控制电池温度；电芯间加入气凝胶隔热层或者其他阻燃材料，防止热蔓延；通过云平台和电池管理系统的实时通信，实现云边协同的电池管控预警；通过均衡和优化充电减少过充风险；增加外壳的机械强度减少碰撞损伤；提高防水防尘能力，降低涉水损坏风险；提高熔断防护的可靠性，降低外短路的失控风险。一些列措施的保障，加上电池生产工艺的总体提升，目前电动汽车热失控风险发生的概率已经不高于燃油自燃的概率。

三、普通车主如何防患于未"燃"？

首先，要注意用车环境，避免将车辆长时间停放在烈日暴晒的地方；停车时远离火源、热源和易燃物；长途行驶时，间隔2小时左右休息有利于电池散热；尽量规避碰撞风险、减少涉水；给车辆和电池提供相对安全的环境条件。

其次，如果采用快充，在里程满足要求的基础上，尽量留有适当余量；尤其在夏天，要避免大功率满充，降低风险。

再次，如果仪表报警，一定要根据提示先在路边安全停车，然后再以合适方式到指定地点去检测；行驶中若闻到异味，立即熄火撤离，联系专业人员，切勿自行拆卸电池组件。

而且，要定期检查维护，建议到正规 4S 店或维修机构对电池系统进行专业检测和维护，如电池包有安全隐患应提前维修或更换电池。

另外，要了解基本的应急处理常识。配备破窗锤、灭火器等工具，以备不时之需。

目前，从本质安全的角度出发，新一代的半固态电池和全固态电池也在研发试用的进程中。应该说随着技术的不断成熟，工艺设计可靠性不断提高；通过全行业的通力协作，车用动力电池"零自燃"目标或将很快实现。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品
作者：中国汽车工程学会
审核：刘鹏 北京理工大学副教授、中国汽车工程学会汽车大数据应用分会副秘书长
出品：中国科协科普部
联合出品：中国汽车工程学会
监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司