专家揭示了锂离子电池火灾的原因、强度和应对措施

生活作者 / 编辑 / 2023-12-29 05:27
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想象一下:你开着全新的电动汽车(EV)沿着大洋路(Great Ocean Road)行驶,左边是大海,风拂过你的头发。但如果我告诉你,这种田园诗般的驾驶可能会变成一场噩梦,伴随着淡淡的烧焦气味呢?作者穆罕默德·里兹万·爱资哈尔 伊迪丝考恩大学讲师 这个月,澳大利亚至少发生了两起大型锂离子电池火灾——一起发生在悉尼机场停车场,另一起发生在最近的昆士兰州博尔德库姆电池储存地点。当锂离子电池发生火灾时,

想象一下:你开着全新的电动汽车(EV)沿着大洋路(Great Ocean Road)行驶,左边是大海,风拂过你的头发。但如果我告诉你,这种田园诗般的驾驶可能会变成一场噩梦,伴随着淡淡的烧焦气味呢?

作者

  • 穆罕默德·里兹万·爱资哈尔

    伊迪丝考恩大学讲师

这个月,澳大利亚至少发生了两起大型锂离子电池火灾——一起发生在悉尼机场停车场,另一起发生在最近的昆士兰州博尔德库姆电池储存地点。

当锂离子电池发生火灾时,损害可能是广泛的。这些火灾不仅强度大,而且持续时间长,而且有潜在的毒性。

是什么引起了这些火灾?

澳大利亚公路上行驶的大多数电动汽车都装有锂离子电池。它们与我们的智能手机和笔记本电脑一样,以在小空间内储存大量能量而闻名。

事实上,电动汽车中的锂离子电池是非常安全的。事实上,从2010年到2023年6月,澳大利亚只发生了四起电动汽车电池火灾。最近的一篇论文预测,从2023年到2050年,可能总共发生约900起电动汽车火灾。不管怎么说,这都是一笔小数目。

然而,当电动汽车电池过热时,它们很容易受到所谓的“热失控”的影响。这种化学反应可以由电池故障触发——无论是内部故障(如内部短路),还是某种外部损坏。在极端情况下,它会导致电池着火或爆炸。

锂离子电池火灾的发生和加剧可以追溯到多种原因,包括用户行为,如充电不当或物理损坏。

还有更大的电池,比如最近在博尔德库姆起火的Megapacks。Megapacks是由特斯拉设计的大型锂电池。它们的目的是起到储能的作用,帮助“稳定电网,防止停电”。

周二起火的Megapack是现场40个锂离子Megapack 2.0单元中的一个。Megapack火灾令人生畏的原因很明显。Megapacks的容量为3兆瓦时,相当于每小时发电3000千瓦。

博尔德库姆大火可能会燃烧数天也就不足为奇了。

着火后该怎么办?

如果电动汽车或电池存储设施发生火灾,第一反应可能是抓住最近的软管。然而,在锂离子电池着火时用水可能会带来更大的灾难。

这是因为当锂离子电池与水接触时,会发生化学反应。水不仅不能熄灭火焰,反而会助长火势,使火势加剧。这是因为水与锂的反应会产生可燃的氢气,在本已危险的情况下增加了更多的火灾隐患。

虽然消防员过去在扑灭锂电池火灾时也使用过水(因为水有助于冷却电池本身),但他们有时需要的水量是普通汽车火灾所需水量的40倍。

就像特斯拉在Model 3应对指南中建议的那样,让锂电池起火可能更安全:

这可以解释为什么特斯拉建议博尔德库姆当局不要扑灭大火。

水带来的风险还不止于此。水还能导电,这意味着将水喷在着火的电池上可能会导致电击或短路——尤其是当电池仍然连接在一个设备上时,比如电动汽车。

扑灭这些火的最好方法是使用专门的灭火器。专家建议使用专为锂金属火灾设计的D类灭火器,或适用于电气火灾的干式化学灭火器。

这些灭火器含有氯化钠粉末或加压氩气等物质,可以应对锂离子电池带来的挑战。氯化钠,通常被称为食盐,在火上融化形成一层不含氧的外壳。同样,氩气是一种惰性和不可燃气体,它可以通过窒息氧气来帮助灭火。

这就把我们带到了火灾的后果,以及另一个经常被忽视的危害:有毒烟雾。

当锂离子电池在汽车或仓库着火时,它们不仅会释放烟雾;它们会释放出一氧化碳、氟化氢和氯化氢等危险气体的混合物。

这些烟雾可能对你的健康有害,尤其是当吸入大量烟雾时。这就是为什么这些电池火灾在车库等密闭空间特别令人担忧,因为有毒气体会迅速积聚。

如果你的车着火了怎么办

虽然电动汽车火灾非常罕见,但如果你拥有一辆电动汽车(或计划将来拥有一辆电动汽车),你可以采取一些步骤来扭转局面。

首先,从内到外了解你的电动汽车。熟悉它的安全特性。它有一个有效的热管理系统来帮助保持电池冷却吗?能在问题演变成危机之前提醒你的传感器呢?

其次,要聪明地选择充电方式。避免使用快速充电器,因为这会导致电池更快地发热。过度充电也会增加电池亮起的风险。

如果,尽管你尽了最大的努力,你还是发现自己与大火正面相撞,你的第一个行动应该是打电话给紧急服务部门寻求专业帮助。

The Conversation

穆罕默德·里兹万·爱资哈尔(Muhammad Rizwan Azhar)不为任何公司或组织工作、咨询、拥有股份或从任何公司或组织获得资金,这些公司或组织将从本文中受益,并且除了他们的学术任命外,没有透露任何相关的隶属关系。

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