锂电池的“火”你懂吗

5月1日，《北京市物业管理条例》将正式实施。条例规定，业主、物业使用人和物业服务人员不得非法拉电线电缆给电动车、自行车、摩托车和三轮车充电。

今天，充电电池已经成为我们生活的一部分。使用充电电池有什么风险？如何正确使用和科学处理充电电池的相关问题？为此，本报采访了亚澳消防科学技术协会副主席、中国科技大学教授孙锦华。

《中国科学新闻》:我们已经看到电动自行车或手机电池爆炸并起火的报道。根据你的研究和理解，使用充电电池有什么危险吗？

孙锦华:锂电池广泛用于可充电电池，在20世纪90年代开始商业化应用。现在它们被用在越来越多的领域，从照相机、手机和笔记本电脑到电动自行车、电动汽车，甚至电动船、电动汽车和电化学储能电站。可以说，我们的生活离不开锂电池。

今天，我们已经看到越来越多关于锂电池火灾的报道。有三个原因。首先，由于锂电池使用领域的不断扩大，锂电池的使用量显著增加，即使锂电池火灾的发生概率不增加，数量也会显著增加。与此同时，电池容量越来越大，其应用场景也从原来的单电池发展到目前的电池模块，甚至是多个模块的组合。电池容量正在增加，事故的后果越来越严重。第二，锂电池是一种新的可以装在电动机、电动自行车和电动汽车上作为动力源的东西，它引起了人们的高度关注，并且在发生事故时更容易引起人们的注意。以新能源汽车为例，从10000辆汽车火灾事故的统计概率来看，概率低于燃料汽车，但人们觉得新能源汽车更容易发生火灾事故。第三，在互联网时代，信息传播非常快，尤其是关于灾难和事故的新闻。因此，我们会觉得锂电池事故很多，但这并不意味着锂电池更危险。从技术上讲，只要是正规制造商生产的合格产品，锂电池的安全性是可控的，风险在可接受的范围内。

这并不意味着锂电池的安全性没有提高的空间。人们仍在努力从安全设计、电极材料、电池组装工艺等方面进一步提高锂电池的安全性。同时，产品掌握在消费者手中，通过标准化使用可以降低事故概率。

《中国科学新闻》:不久前，互联网上有一段视频，内容是空姐们用矿泉水和咖啡浇在自燃充电宝上，关于灭火的方式有一些争议。从锂电池的结构原理来看，这种灭火方法科学吗？一旦发生这样的事故，我们应该如何科学地处理？

孙锦华:为了解决锂电池的点火问题，有必要根据点火的具体地点、场景和对象来决定使用哪种灭火方法。根据锂电池的结构特点，在电池充放电过程中会发生锂离子迁移、脱嵌等物理化学过程。即使在正常使用过程中，也会产生热量。在某些异常使用条件下(过度充电和过度放电)，产生的热量将非常大。如果热量不能及时散发，电池的温度就会上升。当温度上升到一定程度时，电池结构将被损坏，隔板(分隔正极和负极，根据材料不同，温度电阻在90℃至120℃之间)将熔化，导致短路并产生大量热量。此时，电池内部的电解质和溶剂等物质会产生化学反应，产生大量的热量和气体，这将进一步提高电池内部的温度和压力。当电池的减压阀承受不了压力时，会喷出可燃气体，高温可燃气体会与空气中的氧气混合，引起火灾甚至爆炸。

从灭火过程来看，我们在电池外的气相中熄灭明火，但即使明火被熄灭，电池内的化学反应仍在继续。如果化学反应不能停止，电池将很快恢复，这也是电池火灾不容易控制的原因。因此，灭火时，首先要做的是熄灭外部明火，让电池迅速冷却。当温度下降时，反应速度可以减慢或者化学反应可以终止。

充电宝属于单体电池，在自燃情况下用水浸泡是一种合理的处理方法。因为水不仅能扑灭气相火，还能冷却电池，阻止电池内部的化学反应。然而，如果它是由大量串联和并联的电池形成的电池模块，例如电动车辆和储能电站，其输出电压是几百伏。如果水泼到电池模块上，将导致电池外部短路，在电池模块之间产生大电流，瞬间产生大量热量，相反，可能引发更大的火灾。如果大型电池组着火，最好使用不导电的特殊灭火剂，这种灭火剂可以快速灭火并冷却电池。

中国科学新闻:在日常生活中使用充电电池时，我们应该注意什么？

孙锦华:首先，在购买电动自行车和电动汽车时，你应该选择正规制造商的高质量产品。普通电池内部有相应的保护措施。例如，电动汽车现在有一个热量管理系统，可以传导充放电过程中产生的热量。其次，避免使用过程中的过充电和过放电，包括超长充电、大电流、高压充电等。也就是说，必须使用配套的定期充电设备、标准充电设施和充电桩，充电完毕后自动切断电源保护，从而有效降低事故概率。此外，电动摩托车、电动自行车等。应尽可能避免碰撞，尤其注意电池的保护。挤压、碰撞或钉子、钢丝等。渗入电池可能导致隔膜损坏和短路，从而导致火灾事故。

另一方面，过度充电和过度放电会损坏电池，即使它们不会引起火灾，也会导致其容量和使用寿命迅速衰减。同时，私自拉电线容易造成线路火灾、漏电等事故。从这个角度来看，北京的这个规定是非常必要的。