特斯拉电池会自燃吗（特斯拉在车库自燃）

今年4月21日，上海一辆特斯拉在地下车库发生自燃的新闻引起极大轰动。

上海特斯拉自燃事件监控，从冒烟到爆燃不足5秒

而之后蔚来ES8、比亚迪e5也相继爆出自燃事故，使电动汽车的发展蒙上阴影。

电动汽车或者说锂电池真的那么不安全吗？

世界上最早的电池诞生于18世纪末，经过200多年的发展，如今的电池家族已经十分庞大。

直到今天，镍铁电池依然是现有电池体系中最为环保和安全的长寿命电池。

1910年-1959年之间，镍铁电池曾风靡一时，被广泛应用于牵引机车等领域。

常见的可充电电池分类

不过由于镍铁电池体积大、重量重、维护烦琐、低温性差，再加上人们环保意识淡薄，很快就被后来出现的铅酸电池和锂电池取代了。

相较于其他几类电池，锂离子电池虽然价格昂贵，但能量密度高、功率大、适用面宽等诸多优点令它成为了消费电子产品、航空产品以及电动汽车等领域的“新贵”。

特斯拉电动汽车自燃问题出在哪？易燃部件锂电池！

电动汽车除了动力系统不同外，车身、底盘、内外饰和低压电器等都与传统内燃机车型一致。车内的易燃材料锂电池被引燃是车辆发生自燃的主要原因。

国外某专业团队曾对特斯拉Model S的电池总成进行拆解。

根据拆解报告，一辆Model S电动汽车(85度电版本)共有7200颗松下18650钴酸锂电池。

若干颗电池组成一块电池包，若干块电池包组成整辆车的电池总成。电池总成的表面覆盖着坚固的护板。

我们先来看看一颗锂电池的内部构造——“正极、负极、电解液、隔膜”是锂电池的四大关键材料。

锂电池结构图

正极由钴酸锂、导电剂、粘合剂、集体流(铝箔)组成。

负极由石墨、导电剂、增稠剂、粘结剂、 集流体(铜箔)组成。

电解液是电池中离子传输的载体，由锂盐和可燃有机溶剂组成。

而隔膜十分关键——它既要阻隔正负极接触以防短路，同时又要保证电解液离子能自由通过。

锂电池有三大危险性——

1、锂电池本身就是易燃物！

锂电池里的易燃物主要是电解液，电解液大多是碳酸二乙酯、乙醚、碳酸丙烯酯等沸点较低的可燃有机溶剂。

再加上锂电池热稳定性较差，在200℃左右的温度下，就会分解并释放出氧气，与电解液、碳材料一起一点就着。

2、易燃≠危险，热失控才危险！

2.6Ah的18650电池热失控瞬间热成像动图

碰撞、挤压、火烧等不当操作行为，会导致正负极之间的隔膜破裂，引发短路，造成热失控。

此外，锂电池过充，尤其是多次高功率直流快充，会使得电池内部不断生成锂枝晶，刺穿隔膜，引发短路，造成热失控。

超限电流下的锂枝晶生长机制示意图

业内人士分析猜测，上海自燃的这辆特斯拉还是蓝牌，说明是几年前的车子，自燃原因很有可能是电池过充老化，导致内部生成锂枝晶，刺穿隔膜、引发短路。

上海特斯拉自燃事件监控截图

3、灭火极其困难！

一颗锂电池被引燃，很容易引起整个电池组的连锁反应，干粉、泡沫等灭火剂对它基本无效。

再加上金属锂遇水会反应生成氢气，用水灭火反而有可能加大火势。

上海特斯拉自燃事件后的残骸

在曾发生过的多起电动汽车燃烧事故中，救援人员往往都是只能等它燃烧殆尽。

锂电池作为一种危险品，人们能做的就是通过预防 避险将危险性降到最低。

一方面，通过抑制锂枝晶生长、控制温度和气压等方式，降低锂电池发生热失控的概率。

2018年，中科院郭玉国团队发表了《通过微球结构抑制锂枝晶生长》的最新研究成果

另一方面，当电池产生明火时，通过短时间内激活灭火程序、隔绝不同电池组等方式，降低险情蔓延速度，延长逃生时间。

电动汽车锂电池模块的安全防护设计

其实单从事故记录来看，燃油车发生自燃的次数更多。但抛开概率谈安全都是耍流氓，电动汽车毕竟是新生事物，统计数据尚不充足，一些个案并不能完全代表整个行业的安全性。

对于公众来说，客观认识它，才有助于新能源车行业的健康发展。

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出品：奇点派、浙江省科学技术协会

作者：高小白、卢怡霖

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参考资料：

[1] 《特斯拉Model S 电池拆解报告》，储能世界（2018）

[2] wwl，《“锂枝晶”说：你真懂我吗？》，能源学人（2018）

[3] 陆思灏，《特斯拉烧完蔚来烧，锂电池真的那么危险？》，踢车帮（2019）

[4]《高速CT技术还原LG 18650电池热失控真相！》，电池中国（2018）

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