三元锂电池为何容易起火?

说真的,每次看到新能源汽车起火的新闻,心里都会咯噔一下。特别是最近理想MEGA和小米SU7的事故,让很多人对电动车的安全性产生了疑虑。你知道吗,这些起火事故大多和搭载的三元锂电池有关,这种电池虽然续航能力强,但确实比磷酸铁锂电池更容易”发脾气”。想想看,一块小小的电池里居然蕴含着这么多学问,真是让人又爱又怕。

三元锂电池之所以容易起火,关键在于它的化学特性。这种电池的正极材料中含有镍、钴、锰三种元素,其中镍元素的活性特别高,就像个精力过剩的孩子,稍不注意就可能惹出麻烦。当电池温度升高到180多度时,三元锂电池就可能进入热失控状态,而磷酸铁锂电池要到200度以上才会出现这种情况。这20度的温差,在关键时刻可能就是生与死的距离。

我最近了解到一个很有意思的细节:三元锂电池在燃烧时会产生射流火,火焰会从内部向外喷射。这是因为电池在高温下会分解产生大量可燃气体,这些气体在狭小空间内积聚,一旦遇到明火就可能发生爆燃。而且更让人头疼的是,这种火特别难扑灭——用水浇、用灭火器喷都很难奏效,因为电芯被包裹在电池包内部,外界很难直接对其降温。

快充技术的安全隐忧

现在车企都在追求超快充技术,比如理想MEGA就宣称能在12分钟内充电500公里。这种技术确实方便,但你想过没有,在这么短的时间内让大量锂离子快速移动,就像是在高峰时段让整个城市的人口同时快速移动一样,难免会出现混乱。锂离子如果没能及时”归位”,就会形成像树枝一样的锂枝晶,这些尖锐的结构很容易刺穿电池隔膜,导致短路起火。

有专家做过实验,普通电池以3C倍率充电时,温度很容易就飙升到60度以上。这个温度对电池来说已经相当危险了,但有些车企还在追求更快的充电速度,这不禁让人担忧:我们是不是在为了追求便利而忽视了安全?

说实话,我觉得偶尔用超快充应急没问题,但如果经常使用,那风险可就大大增加了。毕竟,常在河边走,哪能不湿鞋呢?

材料创新与安全平衡

你可能不知道,现在市面上主流的液态电池能量密度上限大概在300瓦时/公斤左右。为什么不能做得更高呢?不是技术达不到,而是能量密度再高的话,电池就太容易起火了。这就像是在走钢丝,一边是用户对续航里程的追求,一边是不能妥协的安全底线。

记得2019年宁德时代推出的811高镍三元锂电池吗?当时连续发生多起起火事故,让高镍电池一度成为高风险的代名词。现在想想,技术进步固然重要,但安全始终应该是第一位的。

说到底,动力电池领域存在着一个有趣的”不可能三角”:能量密度、安全性和成本这三者很难同时达到最优。车企和电池厂商要做的,就是在这个三角中找到最合适的平衡点。毕竟,没有什么比生命安全更重要了,你说是不是?