近日,南京一小区电动车起火引发火灾,致15死44伤的新闻,引发了大家的关注。电动车作为常见的交通工具,我们经常可以在单元门里、走廊过道里看到,也常看到有人把电动车的电瓶带回家里充电。其实,这些行为或多或少都存在安全隐患。锂电池自燃产生的明火和毒气,100秒内就足以让人窒息死亡,而水、沙土或灭火器都无法阻止燃烧或爆炸。电动车自燃一旦发生,起火快、有毒气、灭不掉,逃生难度大。那么,应该如何正确、安全地使用电动自行车呢? 一起来了解一下。
“锂电池”为啥会爆炸
据商丘师范学院物理学讲师赵宏磊介绍,通常适用于电动车的动力电池,可以分为锂电池和铅酸电池两大类,而锂电池因为功率密度高、重量轻、对环境友好等特点,成为了电动车的首选电源。
锂离子电池是一种含能器件,其主要由正极、负极、电解液和隔膜等组成。充电后其正极具有较强的氧化性,负极则为内部嵌入大量锂的石墨,有极强的还原性。电解液一般为有机酯类,具有熔点低、可燃等特点。
特别要注意的是,我们生活中的鞭炮也是一种含能器件,很多人知道其内含火药的成分为一硫(硫磺)二硝(硝石)三木炭,其中硝石为强氧化剂,硫磺与木炭为还原剂,当外界给出一个超过120℃的刺激后,鞭炮内氧化还原反应剧烈发生,释放大量气体与热量,火药燃烧、鞭炮爆炸。
由此可见,理论上锂离子电池本身便可能发生高放热的氧化还原反应,且其内含的可燃电解液也会助推此反应,带来燃烧甚至爆炸的后果。而锂离子电池之所以不易发生剧烈的氧化还原反应而是以电化学反应的方式将其内部的化学能可控地、源源不断地转化为电能,是因为隔膜将正负极有效地物理隔离(电子传导绝缘)以及导离子电解液的存在。
但是,当出现各种内因或外因导致隔膜失效,进而正负极直接接触后,这种内短路会带来电能被瞬间释放,产生大量热并带来高温,瞬间破坏电池内部化学体系的稳定,导致负极/电解液、正极/电解液、负极/正极之间,甚至集流体也参与的氧化还原反应,瞬时放热升温,造成电解液瞬间气化,进而夹杂着负极/正极活性物质粉末喷出电池壳体,带来燃烧甚至爆炸的恶果,这个过程称为热失控。
根据近年来电动汽车事故场景统计,大部分事故是由于“自燃”,少部分是外部热源、碰撞或控制电路失效而发生的事故。
“自燃”属于自发性热失控,后者统称为各种滥用条件下(热滥用、机械滥用、电滥用)的热失控。目前,滥用条件下的热失控由于激发条件可控,研究已经取得很大进展,但自发式热失控,由于其诱因复杂,不好预测,热失控后的电池又被完全破坏,很难复原热失控前的微观状况,成为研究难点。
爆炸原因
● 内部极化较大;
● 极片吸水,与电解液发生反应导致鼓包;
● 电解液本身的质量、性能问题;
● 注液量达不到工艺要求;
● 装配过程中激光焊接密封性能差,漏气;
● 粉尘易导致微短路;
● 正负极片较工艺范围偏厚,入壳难;
● 注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓;
● 壳壁偏厚,壳体变形;
● 外部环境温度过高也是导致爆炸的主要原因。
车主的哪些做法是错的
由于对电动车的了解不足或使用方式不当,一些使用者可能存在一些错误的使用习惯。
错误一:忽略安全问题。在使用电动车的过程中,不少人忽略了安全问题,这是一种非常严重的错误。电动车在行驶过程中与其他车辆及行人共享道路空间,因此,使用者必须时刻关注交通安全,遵守交通规则。此外,佩戴头盔以及使用合适的手套和护目镜也是保证骑行安全的必要措施。
错误二:长时间充电。有些使用者错误地认为,长时间充电能够提升电池的续航能力或延长电池的使用寿命。然而,这种观点是错误的。电动车的电池一般都是锂电池,长时间充电会导致电池内部发热,增加电池的寿命消耗。因此,建议使用者在电池电量较低时进行适度充电,并避免过度充电。通常情况下,当电池电量达到80%时,就可以拔掉充电器了。
错误三:不定期保养。一些使用者错误地认为电动车不需要保养,这种想法是错误的。经常骑乘电动车会导致车辆的一些零部件磨损和松动,进而影响行车的安全性和乘坐的舒适性。因此,使用者需要定期检查和保养电动车的刹车系统、轮胎压力、车灯和报警装置等部件,确保它们处于正常工作状态。
错误四:滥用电动助力。电动车的电动助力系统是其最大的优点之一,它可以减少骑行的力气和提高骑行速度。然而,一些使用者滥用电动助力,长时间处于高速模式下行驶,这不仅无法锻炼身体,还会过度消耗电池能量,进而缩短电池的使用寿命。正确的使用方法是根据个人需求适时开启电动助力,尽量选择适度的助力模式,合理分配人力和电力,以达到锻炼身体与舒适骑行的平衡。
如何安全
使用电动车
据介绍,电动车电池起火,往往会爆炸燃烧,产生大量有毒高温烟气,当周边堆积了可燃物时,火势将在短时间内迅速蔓延。而造成锂电池爆炸的主要因素为短路,在使用过程中,碰撞、改装、电池质量不过关、不同品牌混用等情况都会造成电池内部损伤,即使在不充电、不使用的状态下,已经损伤的电池也会出现内部短路从而引发火灾,当长时间或通宵进行充电的时候,更会增加电池内部短路的风险。
同时,电动车上的部件多为塑料、橡胶、海绵等材质制作,一旦起火,会产生大量有毒烟气。因此无论是电动车还是其电池,都不可进楼、入户停放或充电。电动车进楼入户停放、充电无异于将火源搬到身边,将直接威胁楼房居民的生命财产安全。
生活中很多家用电器都使用锂电池,但是为什么只对电动车进楼入户有严格要求呢?
一方面电动车着火概率较高,电池质量不过关或使用不当、车辆线路改装、过度充电都可能引发危险。
另一方面电动车一旦失火燃烧迅速、猛烈,多数家庭都没有能力和时间进行有效处置,电动车起火后,泼水、灭火器和沙土覆盖都无效。很多人可能都不了解,锂电池起火后,用脸盆泼水或使用干粉灭火器、沙土都无法阻止它继续燃烧或爆炸。只有等热失控反应结束后,才会熄灭。而电动车电池容量又很大,这个过程会比较长,不等它熄灭,家里的物品早就被引燃了。
如何安全使用电动车?赵宏磊总结了以下5个方面:
● 电动车电池的充电时间不宜超过12个小时。过度充电会缩短电池寿命,多次长时间充电,会导致电池失水,严重的会导致电池过热,引发爆炸。
● 不要私拉乱接临时电线进行充电,或从室内拉“飞线”到室外为电动车充电,电源线易受损引发火灾。
● 在使用过程中,不要私自更换电动车电池或购买不同型号的充电器。参数型号的不匹配将导致充电过程中电压过高,电池失水加剧,快速升温引发爆炸。
● 不要在公共楼梯间、楼道、安全出口等人员疏散区域充电,以免起火后阻塞安全通道,造成人员伤亡。
● 不要使用“超期服役”电池,不要私装防盗器,增加用电负荷。电动车发生故障后,要交给专业人员修理。