锂电池电击 锂电池起火应该怎么灭火？

锂电池起火应该怎么灭火？

来源：智见能源

锂电池起火是个很极端的事情，但是曝光度很高，给人惊悚的感觉。大到储能电站，小到电动自行车，电池着火的原因可能并非电池本身的原因，或者说不是电池本身，而是电池系统的故障引起的。锂电池起火的主要原因是热失控造成的，今天我们谈灭火，首先需要搞明白热失控的真实原因。

一、锂电池起火的原因

引起锂电池着火的本质是电池内的热量未能按照设计的意图进行释放，引起内外燃烧物的燃点后起火，引起的原因主要有外部短路、外部高温和内部短路。

1、内部短路：由于电池的滥用，如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等，将恶化生成刺穿隔膜，产生微短路，电能量的释放导致温升，温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径，形成了更大的短路电流，这种互相累积的互相增强的破坏，导致热失控。

2、外部短路：以电动汽车为例。实际车辆运行中发生危险的概率很低，一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS，二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下，短路点越过整车熔断器，同时BMS失效，较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁，很少导致电池发生热失控事件。现在，比较多的PACK企业采用了回路中加熔断丝的做法，更能有效的避免外短路引发的危害。

3、外部高温：由于锂电池结构的特性，高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应，电解液的分解物还会与正极、负极发生反应，电芯隔膜将融化分解，多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路，电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用，其后果是导致电芯防爆膜破裂，电解液喷出，发生燃烧起火。

二、锂电池灭火方案

分析了电池着火的原因，当锂电池着火需要进行灭火处理时，让我们看下特斯拉(Tesla)的推荐方案：

1、如果遭遇小火灾，火焰没有蔓延到高压电池部分，可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。

2、在彻底检查火情的时候，不要与任何高压部件接触，始终使用绝缘工具进行检查。

3、如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏，总之就是变得不成样子，或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少，消防用水要有足够的量。

4、电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头，可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头，就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热，监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。

美国通用沃蓝达的应急救援手册中对电动汽车的消防灭火是那样指导的：如果电池达到足够高的温度，泄漏和释放电解质，电解液肯定是易燃品。这就需要用大量的水来冷却电池和灭火，因为直流和交流系统没有接地，消防员可以安全的用水作为主要灭火剂，而且没有触电的危险。ABC干粉灭火器不会熄灭电池火焰。消防员应避免在灭火或解脱操作任何高压组件中的内部直接接触，这会潜在导致电击。

总结一下，锂电池灭火得用大量的水，需要长久的时间与耐心，降温很关键，锂电池并不是易爆品，一般情形下不会发生爆炸。

关于锂电池使用安全问题，你想知道的都在这里

近两年由于锂电池续航能力强，循环次数高等的综合优势而备受青睐，事物的发展皆遵循一定的规律，锂电池在不断发展中试错改进，锂电池安全问题也是大家最为关注的问题之一，同样是新能源行业最为重视亟待解决的关键点。

央视新闻报道电动车起火事故频发

一提到锂电池安全问题，很多人第一反应是锂电池爆炸、自燃等严重现象，但人们忽视了一点导致爆炸自然现象的原因是否可避免。例如，操作不当，在国标《GBT31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及实验方法》中规定，有过放、过冲、外短路、挤压、跌落等操作不当的行为导致的安全隐患，不能错误认为锂电池容易爆炸，在锂电池储存不当，发生漏液、起火、爆炸等现象属于不当使用锂电池所致。

电动车在楼梯处充电不当操作

锂离子电池的安全问题主要表现

起火，直接烧伤人体，或对电池供电的电子产品造成着火危险；

爆炸，直接危害人体，或损毁设备，并产生严重次生危害；

过热，直接对人体引起灼伤，或导致绝缘等级下降和安全元器件性能降低，或引燃可燃液体；

漏液，可能会直接被人体接触或吸人构成化学腐蚀危害，或导致电池供电的电子产品内部绝缘失效间接造成电击、着火等危险；

电击，对于输出电压超过安全电压限值的电池组，还可能引发电击危险。

锂电池因失效产生的爆炸事故

锂离子电池失效产生途径

1、第一种途径：内部短路造成的过热着火；

主要与锂离子电池的内部短路有关。锂离子电池的内部短路是其安全问题的最重要诱因，大部分的安全问题都是由于内部短路引起的。内部短路是电池内的正负极短路，一般是由生产过程中混入的金属杂质、电极金属箔在剪切时造成的毛刺、使用过程中形成锂枝晶以及受到挤压等意外机械应力引起。内部短路时会产生大量的热，从而引起安全问题。

2、第二种途径：过充过放外部短路等造成的着火爆炸；

为了对锂离子进行充放电管理及安全保护，在使用电池的宿主设备或适配器中需要设计充放电管理电路，在部分设备内还有放电的负载电路。

3、第三种途径：误用和滥用导致的着火爆炸；

为了对锂离子电池进行保护，在封装过程中需要在电池组中加入保护电路板。这些电池组内部的或外部的电路都有可能出现故障，进而引起电池的过压充电、过度充电、过度放电、外部短路、过载等电应力条件，这些条件也可能会导致过热、着火、爆炸等危险。

在电应力条件中，过压充电和过度充电会产生剧烈的副反应，产生大量的热，从而导致热失控；过度放电会导致电池的电压低于厂商规定的放电截止电压，此时的副反应主要为电解液的分解，产生大量的气体导致外壳鼓胀破裂引发漏液；外部短路和过载则会使放电电流变大，从而使电池内部温度或者外部导体的温度剧增，引发热失控。

4、第四种途径：外壳破裂导致的漏液；

主要与电池外壳破裂有关。引起外壳破裂的诱因包括内部和外部应力。内部应力是指过度放电等副反应造成的内外压差；外部应力是指运输、使用过程中的正常的或者意外的机械应力，如振动、加速度冲击、跌落等造成的外壳破裂。外壳破裂会使内部的电解液泄漏，从而引起危险。

5、第五种途径：过压充电，欠压放电，内置电阻电压容量一致性差，导致爆炸；

要与一致性有关。在由多节电池(电芯)通过串联、并联以及串并混联构成的电池组中，电池之间的内阻、开路电压、容量的一致性会造成对电池组内部的某一电池或电池并联块的过压充电、欠压放电等，从而引起安全问题。

电动车不当充电操作

锂电池失效的原因

锂离子电池失效起鼓，首先可以分析，造成电池起鼓的直接原因是由于电解液的分解，在密封的电池内部产生了气体，造成电池鼓胀。造成电解液分解的原因有很多，所有可能的因素如图4所示，显然电解液受热分解是最主要的可能原因。

使电解液受热分解的高温，可能来自于电池过载、外部短路、高温以及电池的内部短路。如果失效前的场景应用能够排除前面三项目，则最可能的原因是电池内部短路。

锂电池发生鼓包现象

锂电池鼓胀原因推导

造成电池内部短路同样有锂枝晶、毛刺和金属杂质等几种可能。需要对其可能性与成因进行进一步分析。以锂枝晶析出为例，锂枝晶的析出直接原因可能是电池材料不良所致，也有可能是负极析锂后，锂金属沿着隔膜空隙生长，接触正极便形成了锂枝晶。负极析锂的原因可能包括充电倍率过高，或者在过低温度下的充电。即电池充电温度、电流管理不当，这种不恰当是由于保护电路问题(没有设计或者设计不当)、系统充电电路问题(故障或者设计不当)以及用户使用环境问题综合造成的。

正确使用锂电池方法

1、如何为新电池充电

在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。

对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电（充电器显示充满即可）。

此外，锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。然而，无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以，锂电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。

此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电池同样也很不利。

2、正常使用中应该何时开始充电

经常可以见到这种说法，因为充放电的次数是有限的，所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电，其实锂电池的寿命与这无关。可充电次数和放电深度有关，10%放电深度时的循环寿命要比100%放电深度的要长很多。在正常情况下，应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电，假如电池在预计第2天不能坚持整个白天的时候，就应该及时开始充电。

电池剩余电量用完再充的原则，并不是要真是使用完。和长充电一样流传甚广的一个说法，就是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实只是镍电池上的做法，目的是避免记忆效应发生，不幸的是它也在锂电池上流传。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后，仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应，不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

手机锂离子电池不要充得太满也不要用到没电，电池没用完电就充电，不会对电池造成伤害，充电以2-3小时以内为宜，不一定非要充满。但应该每隔3-4个月左右，对锂电池进行1-2次完全的充满电（正常充电时间）和放完电。

1.长期不用的锂电池，应该存放在阴凉偏干燥的地方

以半电状态（满电电量的70--80%，假如你的手机满电时显示4格，那么3格即可）最好，满电存放有危险且电池会有损害，无电存放电池会被破坏。每隔3-6个月，检查一次是否要补充电。

2.锂离子电池分类不同安全性不同

按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，聚合物锂离子电池的电解液是胶体，不会流动，所以不存在泄漏问题，更加安全。

锂电池的保存

锂原电池自放电很低，可保存3年之久，在冷藏的条件下保存，效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方，不失是一个好方法。

锂离子电池在20℃下可储存半年以上，这是由于它的自放电率很低，而且大部分容量可以恢复。

锂电池存在的自放电现象，如果电池电压在3.6V以下长时间保存，会导致电池过放电而破坏电池内部结构，减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次，即充电到电压为3.8~3.9V（锂电池最佳储存电压为3.85V左右）为宜，不宜充满。

锂电池的应用温度范围很广，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量会降低很多，如果回到室温的条件下，容量又可以恢复。

维骑动力智能锂电池安全性能更高

保养须知

1、充电时不得高于最大充电电压，放电时不得低于最小工作电压。

2、无论任何时间锂离子电池都必须保持最小工作电压以上， 低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏，并不一定可以还原。

3、锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。

4、不要经常深放电、深充电。不过，每经历约30个充电周期后，电量检测芯片会自动执行一次深放电、深充电，以准确评估电池的状态。

5、避免高温，轻则缩短寿命，严重者可引发爆炸。如有条件可储存于冰箱。笔记本电脑如果正在使用交流电，请拔除锂离子电池条，以免受到电脑产热的影响。

6、避免冻结，但多数锂离子电池电解质溶液的冰点在-40℃，不容易冻结。

7、如果长期不用，请以40%～60%的充电量储存。电量过低时，可能因自放电导致过放。

8、由于锂离子电池不使用时也会自然衰老，因此，购买时应根据实际需要量选购，不宜过多购入。

综上所述，在使用锂电池的时候，应当避免在严酷条件下使用，如：高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，避免将电池投入火中。拆电池时，应确保用电器具处于电源关闭状态；使用温度应保持在－20~50℃之间。避免将电池长时间“存放”在停止使用的用电器具中。购买锂电池选择正规渠道，正规厂家，禁止私自改装锂电池。

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