探究电池起火事故发生的原因

• 陈博 2023年10月20日 来源：中研网 428 21
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消费电子的配套电池以手机、平板、电脑为主，其发展趋势是铝壳电池快速萎缩、聚合物电池高速发展，产品向“明星机、旗舰机”的方向发展，客户集中度也越来越高，手机市场份额基本集中在“苹果、三星、华为、小米、Vivo、OPPO”等大客户手中，这样的局面导致电池的质量尤

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锂离子电池产品经过30年的产业化发展，安全技术取得了长足的进步，有效地控制了电池内副反应的发生，保证了电池的安全性。但是，随着锂离子电池的使用越来越广泛，能量密度越来越高，近年来还是屡屡发生爆炸伤人或因安全隐患召回产品等事件。

锂离子电池的能量密度一直在提升，电池续航时间延长，锂离子电池自燃、爆炸的事件也越来越多，对相关企业和用户造成了巨大损失。与传统锂电池相比，锂离子电池以可嵌锂碳材料取代了传统的金属锂作为负极，同时由于锂离子电池中可燃材料与氧化剂共同存在，在过充、短路、高温、撞击等状况下可能会发生热失控行为，瞬间放出大量的热量，引起火灾甚至爆炸事故发生。因此解决燃烧和爆炸带来的安全问题是电池进一步发展和应用亟待突破的瓶顶。

历年锂电池火灾事故中，68%是由于内部或者外部短路造成，15%是由于充放电造成，7%由于设备意外启动造成，10%为其他原因造成。针对锂电池火灾事故产生的原因，本文将从锂电池的起火基本机理、火灾防控对策进行分析，探究电池事故发生的原因，并对锂离子电池火灾事故的预防与处置措施提出相应对策，为扑救锂电池火灾提供一定的理论依据。

近几年来，随着智能手机为代表的数码消费电子产品、储能电站、电动汽车的高速发展，锂电池行业也迎来了迅猛的发展，很多锂电池生产厂家乘风而起，迅速发展壮大。但行业的快速发展是机遇也是挑战。

消费电子的配套电池以手机、平板、电脑为主，其发展趋势是铝壳电池快速萎缩、聚合物电池高速发展，产品向“明星机、旗舰机”的方向发展，客户集中度也越来越高，手机市场份额基本集中在“苹果、三星、华为、小米、Vivo、OPPO”等大客户手中，这样的局面导致电池的质量尤其重要，没有过硬的产品质量很难打入一线的客户供应链，即使进入了一线供应商，但如果质量出问题将导致严重的后果。比如说，一两起电池鼓壳、漏液、起火、爆炸等严重质量问题都可能导致客户的流失甚至索赔的后果，而外观的凸点、黑点、划痕、偏厚等质量缺陷也会带来极大的客户投诉。总而言之终端产品对电池的要求就是“更安全、更高容量、更快速充电、更小更轻更薄”，所以电池生产企业必须有更好的质量管控、质量保证系统。

动力电池对产品的“质量安全、产品的一致性、后续的维护成本”有更高的要求，其产品质量需要更好的保证。随着行业的快速发展，安全问题始终是头等大事。同时，新能源汽车的保有量只会越来越多，届时因动力电池诱发的自燃事件也会随之上升。除了在技术上不断完善攻破，相关监管方式也需及时创新完善，共同促进行业高质量发展。

在安全问题上刨根究底，不是为了追究事故责任，而是希望未来的电动汽车更加安全。深入的机理研究使得事故原因更加清晰，使得电池安全测试评价更有预见性。

一、电池充电中起火

正常充电过程中引发的电池起火事故的比例在逐年上升，即使是手机充电宝等小型移动设备，充电安全也一直是一个令人担忧的问题。尽管电池充电安全问题已经引起了很高的重视，但是随着电动汽车保有量上升和充电桩的铺设速度加快，如何对充电方法和充电设施进行更加规范化的管理、对充电电池组进行可行、有效的安全状态监测，是非常重要的问题。

二、电池静置时起火

车辆停置状态下的自燃颠覆了人们对汽车安全的常规认识，也为电池安全管理提出了更高的要求，不仅在运行过程中、在断电状态下也要对电池进行有效监管与防护。引发电池自燃的根本原因是内部短路，加工制备时混入的金属杂质或产生的极片毛刺等、电滥用、电解液浸润不均等引发的局部析锂，都有可能在划破电池隔膜，引发微小的内部短路，这种微小的内部短路并不容易被察觉，它们会在电池内部持续产热，当内部短路产生的热量堆积到一定程度后就会引发电池的热失控，致使动力电池起火。

三、在使用过程中起火

车辆碰撞时会给电池带来猛烈的冲击，极易导致电池组结构受损引发短路。电动汽车电池箱的设计要满足通风散热、绝缘防水等复杂功能，如果同时还要具备防撞、吸能等功能，设计和制备难度很大，目前可以很好应对撞击的电池箱体结构尚未有效普及。因此需要在电池安全研究中给予更高的重视，车辆碰撞引发电池起火的本质是电池短路，但是这与正常情况下的电气短路又存在很大区别，现有的电池安全研究成果难以直接适用。

汽车碰撞如果波及到电池箱，猛烈的撞击极易引发箱体变形导致电池组中的电池异常连接，发生外部短路，另一方面，汽车碰撞如果导致电池被挤压变形，过量的变形可能使隔膜受损破裂或被刺穿、引起内部短路。内部短路与外部短路可能只发生一种，也可能同时发生，这些短路故障会引起电池高温并伴随漏液，泄漏出大量可燃气体，一旦遭遇明火便会立刻起火。

四、零部件老化短路后起火

零部件/线缆的老化、电池箱浸水等引发电池起火的事故也占有一定的比例，这些故障的本质线缆老化剥落、浸水等导致电池非正常搭连引发了局部外部短路。

电动汽车起火事故发生的两个高峰期出现在5～6月和11月，表明电动汽车的起火事件在全气候条件下均易发生，“高温炎热的夏天更易引发电池起火”的传统观点对于电动汽车而言并不正确，这主要是因为电动汽车电池起火的诱因过于复杂且多样化，淡化了“高温”单一诱因的作用，另外现代电动汽车普遍配置的热管理系统使动力电池不太容易因为单一的热滥用而触发热失控。解决电池安全问题必须从更为复杂的角度对其诱因加以深度思考与全面分析。

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