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锂动力电池安全事件及失效分析

和防护措施

一：锂离子电池重大安全事故：

2014年一共发生了6起电动汽车起火事件，当时还并未

引起人们的足够重视；

到2015年，电动汽车起火事件增加到了11起，几乎每

个月都有安全事故发生，这两年间，事故车辆以纯电动汽车

为主，起因主要是动力电池的自燃。

2016年电动汽车起火事件开始大量增加，2016年以来，

已经曝光起火的锂电池厂超过了10家。不仅涉及许多国产

品牌汽车，一些国际知名汽车品牌，例如特斯拉，也频频发

生起火事件，同年一起三星Note7手机电池起火引发西南航

空公司客机火灾的事故，一时间电池安全引起了极大关注。

2017、2018年相继发生了18起与25起电动汽车事故；

到2019年，仅上半年就接连发生了12起严重汽车安全

事故，5～8月，新能源汽车自燃事故高达79起，可以看出，

电池安全问题仍未得到很好解决。

锂离子电池因为其能量密度高、对环境友好、使用寿命

长等特点，在消费电子和新能源汽车领域有着不可替代的作

用。但同时，锂离子电池也是十分的危险，非常容易发生起

火爆炸。据OFweek锂电网不完全统计，2016年锂电池产业

相关起火事故有40起，分布在锂离子电池的生产、运输、

应用、回收等各个环节。

锂离子电池安全吗？

二：锂电池安全因素：

锂离子电芯充电后，处于一种高能量的状态，锂离子电

池在意外情况下（高温、过充放、内外短路等）引起锂离子

电池内部产生热量，如果产生的热量超过了电池热量的耗散

能力，锂离子电池就会过热，电池材料就会发生SEI膜的分

解、电解液分解、正极分解、负极与电解液的反应和负极与

粘合剂的反应等破坏性的副反应，则会引起电池的温度进一

步升高，副反应加速，从而释放更多的热量，导致温度进一

步升高，加剧反应过程，释放更多的热量，最终导致电池热

失控着火或爆炸。

热失控发生的反应过程

热失控触发机理

导致锂离子电池爆炸的原因有炙烤、高温、外短路、挤

压和撞击、过充电、过放电、浸泡等等，我们可以从以下方

面预防事故的发生：

电池热失控诱因

▲针刺、短路、挤压、撞击

当锂离子电池出现短路、针刺或挤压的时候，会导致内

部隔膜破裂引发温度突然爆炸式升高，最终出现爆炸的情况，

特别是安全性能差的锂离子电池，这个时间将会更加短，一

般5秒左右就会爆炸。内部短路可能是结构上的一些损伤，

造成的内部的正极和负极直接接触，外部短路的话包括可能

会有一些导电的铁丝、铜丝或者一些金属片，造成瞬间的大

电流，可能会引发发热和电池的燃烧;

▲热冲击

所谓的热冲击就是环境温度突然升高的现象，假如温度

较高，那么会导致锂离子电池负极表面SEI膜出现分解，从

而引发放热反映，电池散热假如不好，那么内部温度就会迅

速升高，从而出现爆燃现象。例如天气炎热，或者使用的环

境温度比较高，也会造成电池内部的一些有机物的融化和收

缩，造成电池正负极短接，最终会造成电池的燃烧和爆炸。

▲过充

假如对锂离子电池进行过充，那么多余的电能会转化为

热能，因此导致电池本体温度升高出现损坏的情况。往往这

个问题会出现在一些没有过充保护的充电器或电子产品上。

三：进展展望

近年来，锂电被广泛应用于电动汽车行业，特别是磷酸

铁锂材料电池的出现，更推动了锂离子电池产业的发展和应

用。目前，锂动力电池还存在些问题，其质量和体积非常大，

放电状况复杂，散热条件及充放电制度控制苛刻；不过，从

新能源汽车的发展来看，锂离子电池是更加环保的，汽车燃

料的发展是与能源发展相伴而行。在石油时代，汽车使用汽

油、柴油作为动力燃料，不但给城市造成空气污染，而且随

着石油供应短缺，造成燃油价格上涨，随之出现燃气汽车和

生物燃料汽车，作为替代燃料。

现在国内回收锂离子电池行业刚刚起步，对应的回收率

仅2%，这实在是难以达到环保标准。内普遍认为，磷酸铁锂

离子电池更适合梯次利用，三元锂离子电池则适合直接回收。

然而，不管是梯次利用，还是回收再生，处于发展初期的动

力锂电池回收还存在着商业模式不成熟、缺乏足够有效的废

旧电池收集渠道以及电池拆解/拆卸不