2024-02-EHS-Newsletter总第216期

电动自行车安全底线在哪里？

       2024年2月23日，南京雨花台区明尚西苑6栋发生火灾，致15人遇难，初步分析，火灾为6栋建筑地面架空层电动自行车停放处起火引发。2月25日，北京丰台区和上海松江区分别发生一起电动车起火事故……

近期，起火事件频发，引发公众对电动自行车车用锂离子蓄电池安全问题的关注。

一、电动自行车电池引起的火灾、爆炸事故案例

事故一：

2024年2月22日，家住通州区玉桥街道新通国际花园北区的刘先生在楼下充电桩对其电动车电池进行充电时，发现充电桩持续出现自动断电断充的情况，便将电池拿入家中置于客厅进行充电。不久后，孩子发现充电中的电池冒出了白烟，立刻提醒家人。随后，刘先生将电池拿到走廊，仅几秒后，电池发生多次爆炸。所幸发现、处置及时，没有造成人员伤亡。

事故二：
2024年2月23日4时39分，江苏南京雨花台区明尚西苑6栋发生火灾。截至23日24时，火灾已造成15人死亡，44人在院治疗。经初步分析，火灾为6栋建筑地面架空层停放电动自行车处起火引发，具体原因正在进一步调查。

事故三：
北京丰台消防通报：2024年2月25日10时13分，119指挥中心接到丰台区马家堡街道旭日嘉园小区乙10号楼北侧电动车棚起火的报警，迅速调派附近消防救援力量到场处置。
经核实，现场为户外独立电动车棚内电动自行车起火，过火面积10平方米，未造成人员伤亡。火灾原因初步认定为因电池故障引发火灾。

据中国电子工业标准化技术协会（CESA）统计的数据显示，2020年中国新增电化学储能装机容量中，锂电池占据了97.1%。

电动自行车现在使用的蓄电池主要为铅酸蓄电池和锂离子蓄电池两种。电动车自行车用的铅酸蓄电池应满足标准GB/T 22199-2008的要求，锂离子蓄电池满足标准QB/T 2947.3的要求。

企业中常见的叉车充电电池多为铅酸蓄电池，安全性高；而手机电池是锂离子蓄电池，使用环境比较好，出现起火现象比较少。

目前手机、电动自行车和汽车，主要使用是锂离子蓄电池（以下简称锂离子电池）。锂离子电池是锂电池吗？这里，小编整理一下，二者不同之处和优缺点：

锂电池的特点：
1、具有更高的能量重量比、能量体积比；
2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；
3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；
4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；
5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；
6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；
7、可以随意并联使用；
8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池。

锂离子电池具有以下优点：
1）电压高，单体电池的工作电压高达3.6—3.9V，是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍；
2）比能量大，目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L（2倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH），未来随着技术发展，比能量可高达150Wh/kg和400Wh/L；
3）循环寿命长，一般均可达到500次以上，甚至1000次以上.对于小电流放电的电器，电池的使用期限将倍增电器的竞争力；
4）安全性能好，无公害，无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题；
5）自放电小，室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd的25%-30%，Ni、MH的30%-35%；
6）可快速充放电，1C充电池容量可以达到标称容量的80%以上；
7）工作温度范围高，工作温度为-25~45°C，随着电解质和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

锂离子电池也存在着一定的缺点，如：
1）电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高，电解质体系提纯困难；
2）不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用；
3）需要保护线路控制；
A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V—4.2V的恒压下充电；
B、过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。

三、电动自行车电池为什么会爆炸起火？
电池安全最大隐患起火现象一般分为充电自燃、碰撞冲击燃烧、行驶自燃、涉水自燃：

电池引起火灾的因素
其中，充电自燃和行驶自燃危害性最大，充电自燃发生时一般没有监管且没有征兆。

过充，主要发生在锂电池的充电过程，由于电池存在电阻，充电过程中电池会蓄积大量的热量。锂电池中的保护装置可以通过检测电压的方式，对过充进行一定程度的保护。但是，当过充时间过长，电压持续过高时，锂离子电池内部容易出现枝晶短路，导致锂电池温度和压力不断上升，从而产生爆炸、起火的风险。

短路，则主要发生在锂电池的使用过程中，锂电池在使用时，自身温度会持续上升，同时电池也维持正常的散热。如果因为外界因素导致电池温度过高，则容易导致电池隔膜损坏，引起短路，从而造成内部热量积累过多，引发链式化学反应，造成电池爆炸燃烧。

 违规改装，改装、（违规）更换电池，可能会导致充电器不匹配从而引发过充电。电动自行车电池一般有铅酸电池、锰酸锂电池、三元电池、磷酸亚铁锂电池多种类型，每种电池的充电电压并不完全相同，在改装的过程中容易发生混用，比如说，使用铅酸电池的充电器对锂电池进行充电，铅酸电池充电器的电压是59V，锂电池的充电电压是54.6V，就会导致过充电，进而引发起火爆炸。

再有就是因为锂电池的热失控问题，比如说高温暴晒，或者电池热管理系统出现问题等等原因，导致锂电池的温度管理失控，也会引发电池自燃爆炸。

除以上原因外，不排除下列这些原因，如：
♦电动车电池的使用环境恶劣，在室外高温或低温使用；
♦使用电动自行车的人员，使用时一般不会做事先预防检查和保养，直至有故障不能骑方维修，且维修多见自行或由不专业人员进行；
♦锂离子电池的成本比较高，是否有电池商家以次充好，很难监控；
♦锂离子电池自身内部起火的机理，还有待更深入分析，明确原因和火灾的种类。

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