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几分钟燃烧殆尽,威力超过1kgTNT,杭州爆炸电动车炸为何烧这么快?
7月18日上午,杭州玉皇山庄门口,一辆电动车在行驶途中自燃,车上父女二人被严重烧伤 。
杭州电动车自燃
监控显示,电动车从起火到燃烧只用了短短几秒,父女二人还没来得及反应,就已经完全被大火包围,虽然路人及时救火,但最终小女孩还是重伤入院,一度三次病危,或许将面临终身插管 。
电动车上有什么?为什么会瞬间爆燃,完全不给人反应的时间呢?
因为当时电动车火势太过迅猛,还没等到消防车辆抵达就已经完全烧成了骨架,具体着火原因暂不得知 。但从现场火势迅猛等状况,很大可能是电池发生燃烧,而且是锂电池 。
杭州电动车自燃
有网友曾做过实验,用一个液压机来压锂电池 。他先将一组锂电池放在工作台上,随后又放上了一个垫片,当液压机压下来的一瞬间,电池很快出现破损,伴随着的就是火焰喷射,剧烈燃烧,而且是气体型的喷射燃烧 。
液压机压锂电池
电池液压刺穿实验
锂电池为什么一旦破损,燃烧会如此迅速呢?其实锂电池并不是一种新鲜产物 。早在100多年前,爱迪生就发明了锂电池,但当时的锂电池极不稳定,很容易燃烧发生危险 。所以锂电池发明后就一直被搁置,并没有再深度开发利用 。直到1991年,索尼公司推出了18650电池,锂电池这才开始走向大众 。
18650电池
锂(li)是元素周期表中的三号元素,锂电池之所以危险,正是因为锂电池中的锂元素极度活泼 。一旦与水接触,会发生剧烈反应生成氢气 。一旦发生自燃,等于火上浇油,所以锂电池燃烧非常迅速 。更为可怕的是锂电池燃烧后极易复燃 。
手机锂电池拆开后自燃、复燃
一般的三元锂电池能量密度200-300wh/kg,换算成焦耳,1千克的三元锂电芯含有300×3600焦耳=1.08MJ 。那么TNT炸药释放的能量有多少呢?1克TNT炸药可释放4184焦耳的能量,换算下来,1千克的三元锂电芯蕴含的能量相当于258克的TNT炸药 。按一辆电动车三元电池平均5公斤计算,相当坐着1.2kg的TNT在行驶 。
1kgTNT爆炸
那么如何让这个“定时炸弹”变温顺呢?科学家想到了采用含有锂原子的材料做正极,石墨做负极,中间夹一层隔膜隔离正负极来解决这个问题 。而其中的重中之重就是隔膜 。虽然隔膜不起眼,而且对电池性能也没有半点提升,但却是锂电池的核心 。因为在锂电池的充放电过程中,正极与负极是绝对不能接触的,否则就会出现短路,造成电池异常发热 。好一点的情况是导致电池鼓包,而差一点的情况,就是燃烧甚至爆炸 。而隔膜相当于锂电池体内的“防爆墙” 。
三元电池原理图
如何避免锂电池自燃?锂电池自燃的根本原因是热失控 。锂电池的充放电过程也就是化学反应的过程,而温度越高反应越剧烈,反应越剧烈释放的热量越多,一旦温度失控最后的结果就是自燃爆炸 。
锂元素加热自燃
高温,或者电池散热不好,均会导致自燃 。其次撞击、针刺等行为会造成电池短路,从而温度失衡导致剧烈燃烧 。第三就是过度充放电,使得锂和电解液发生沉积,最终刺破用于隔离反应物的隔膜,从而发生短路自燃 。最后就是外接线路发生短路,最终导致自燃 。
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