如何防止你的电动车自燃

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生活离不开锂电池，但锂电池也可能毁了你的生活。

一台电池容量 3500mAh 的手机或许只能炸伤你的手，但试想把 7000 多台手机装进一辆电动车里。

驾驶时还要面对频繁的震动颠簸和风霜雨雪，在如此严苛的条件下，怎样才能防止你的电动车像手机那样自杀式爆炸？

锂电池，准确的说是锂离子电池，由正极、负极、电解质和隔膜组成。

放电时，锂会从负极脱嵌变为离子，并放出电子，接着锂离子将进入电解质，通过一层有微孔的隔膜再嵌入正极，而充电时则相反。

实际应用时，电池的正极、隔膜、负极往往紧贴在一起，隔膜只允许锂离子通过，避免了正负极直接接触。

然而当遇到高温、穿刺使隔膜熔化、破裂，就会直接连通正负极造成大面积短路，不断积累热量。

根据 Hossein Maleki 等人的实验，当电池达到 167℃ 时，反应会突然加剧、电解液迅速分解燃烧，温度攀升，这被称为热失控。     

锂离子电池的负极普遍是石墨，所以正极使用何种材料就决定了电池的能量密度，也影响了热失控的程度。

在这五种正极材料中，钴酸锂虽然能量密度最高，但热失控也最迅猛；锰酸锂和磷酸铁锂虽然很安全，但能量密度实在太低。

在今天这两种主流的三元材料中，NCM 镍钴锰酸锂相比 NCA 镍钴铝酸锂，发生热失控的阈值更高，且升温速率更缓和，相对也更安全。

当然，热失控会由多种意外情况引发。

比如电池管理系统故障引起电池过充或过放，剧烈撞击导致电池模块变形，涉水行驶时积水倒灌引发短路等，所以汽车电池必须经过更严格复杂的安全测试。

根据 2015 年的这两项国家标准，单体蓄电池及蓄电池模块的安全测试共有 10 项，蓄电池包或系统则有 16 项。

其中，温度冲击和针刺这两项的通过难度最大。

温度冲击试验要把充满电的电池放入温度箱中，从 25℃ 降到 -40℃ ，接着升高至 85℃ ，再恢复到 25℃ ，循环5次，每次8小时。最终观察 1 小时后仍能正常工作才算通过。

通过这项测试的关键在于隔膜。

传统的隔膜材料通常是单一的 PE 聚乙烯或 PP 聚丙烯。

以 PE 为例，当电池内部温度达到 125℃ 时，隔膜就会开始熔化，到 130℃ 时，隔膜的微孔结构将熔化关闭，阻止锂离子通过进而阻断电流。但这时温度只要再升高一点，隔膜就会彻底破裂，引发热失控。

而更先进的隔膜会采用 PP-PE-PP 三层复合材料。PE 的熔点比 PP 低，会先开始熔化、阻断电流，即便 PE 达到破裂温度，外层的 PP 依然能保持隔膜的完整性，继续阻断电流。

相比温度冲击，针刺试验要更暴力，用直径 5~8mm ，针尖圆锥角度 45~60 度的耐高温钢针以 80mm/s 的速度贯穿电池的几何中心并停留在电池中，观察 1 小时后没有起火爆炸才算通过。

由于针刺直接破坏了隔膜结构，造成短路，极容易引发电解质燃烧。

锂离子电池的电解质中通常含有碳酸酯。

碳酸酯在高温下会分解产生氢气和氢自由基，氢自由基将和氧气反应生成羟自由基和氧自由基，而氧自由基又会和氢气反应产生更多的氢自由基，如此循环，不断燃烧。

要想打破这个恶性循环，可以往电解质里添加磷酸酯类阻燃剂，磷酸酯受热时分解产生的磷自由基可以优先捕获氢自由基，抑制燃烧反应，从而阻燃。

针刺试验对电池的可靠性、稳定性要求极高，且在一些国家也并非强制法规，只有少数真正实力过硬的电池生产商才愿意坚持针刺试验。

远景 AESC 就是其中之一，他们为世界上销量最大的纯电动车日产聆风提供的电池，9 年来 43 万台总计 40 亿公里 0 重大事故，是目前电池供应商中绝无仅有的完美安全纪录。

即便在粗暴的穿刺、高温炙烤下，电池依然保持了安全稳定。

这样的安全性能不仅依赖远景 AESC 超过 2000 个专利，覆盖电池全产业链的核心技术，更取决于强大的生产质量管理和电池大数据能力。

在电池生产过程中，每个电池包具备 45 万个数据采集点，实时监控目标数据，严格把控生产环节的 770 多个质量管控项目，实现了全生产链条的数据可追溯、可跟踪。

高能量密度的电池能让车增加续航，但只有安全的电池才能让人放心驾驶。这是远景 AESC 决不妥协的工匠追求。

在这样的安全保障下，远景 AESC 还致力于实现电动车的双向充放电，为你的家、办公楼乃至城市电网供电，让你的电动车变成智能的大型充电宝。