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2022-06-24 199
今年6月12日，中午11时许，珠海市香洲区银厦广场附近的一辆比亚迪新能源汽车疑似发生自燃，从网友提供的视频中可以看到起火车辆火势猛烈，火焰已超过车顶，浓烟不断冒出并发出疑似爆鸣声。
无独有偶，同年6月6日，广西贵港一辆比亚迪唐新能源车在路上起火。本月已经发生两起电动车“自燃”事件了。
电池是一个比较复杂的储能装置，笔者最近想到一个类比，就是大家小时候用的镀银保温瓶，类比如下：
1、保温瓶里头的水有很多能量，我们看作是电能。
2、保温瓶可以反复填充和使用，二次电池亦是如此。
3、保温瓶和电池都很脆弱，怕冷怕热怕撞怕，还死重。
4、保温瓶内胆只要碎一个口就会整体毁灭，电池烧一个就很容易火烧连营，损控很难做。
5、保温瓶和电池的工业化制造都是很精密的（对应各自时代的工业水平），保温瓶一开始很贵，宋代皇帝赐给公主的嫁妆就是保温瓶（民族爱瓶传统），后来大幅降价飞入百姓家，电池也是如此。
6、保温瓶会自放热，保温时长有限，电池也有自放电率。
电池热失控（Thermal Runaway），造成的破坏将是毁灭性的。根据清华大学动力工程及工程热物理学博士 @姚昌晟 老师的描述：由100节带电量100Ah的电芯组成的电池组，失控能量达到240000000J，合57公斤TNT炸药。所以一旦我们说电池“TR”了，基本上就可以贴这张图了。
穿刺
这是最不讲武德·的物理攻击，将一根导体（比如直径3mm钢针）插入动力电池中，正负极直接短路，热失控速度超快，几乎是瞬间就开始对外喷射火焰。
内部短路与锂枝晶
内部短路很好理解，就是单体电池里头的正负极短接了，相当于自杀。自杀也分为快速自杀和慢性自杀两种，穿刺其实是内部短路当中的快速自杀，最凶险的一种，立即有报应，直接毁所有。
快充
快充之所以快，就是强行使锂离子快速从正极嵌出并嵌入负极，增大锂离子的流量与速度。强扭的瓜不甜，快充会影响SEI的稳定性，还会在短时间内带来比较大的发热量，发热也不均匀。
过充
如果过充电（over charge，充满了还继续充），就会有过量的Li+嵌入负极，正极则因为Li+的过度脱嵌导致结构崩塌（发热+氧释放），氧气的释放还会进一步造成电解质分解，电池内部压力增加，热失控风险大增。
过放电
如果过放电发生得过于剧烈，最低电压的那节电池就会发生“反极”（类比成泰国变性？），这节最弱小无助的电池会被其他串联电池进行反向充电，电压是负值，活性物质结构崩塌，等效成一个电阻，异常发热，Game Over。
电池的安全性，需要从电芯、PAC、系统、功能安全这4个层面去考察。目前新能源汽车领域的汽车制造商们推出了多种电池解决方案，包括比亚迪刀片电池、长城大禹电池、广汽弹匣电池等，都在电池热管理上做出了一定的创新与改变。
单个电池热失控时，其外壳温度越高，电池的热扩散会越迅速，这意味着临近的电池也会更快地升温而相继触发热失控，导致电池包的安全系数下降。针对此问题，比亚迪把刀片电池的液冷板布置在电芯上方，在电芯与电芯之间还设计了导热层，这样一来电芯的热交换面积就要比传统电芯大很多，有效的把电芯热量传递给水冷板。
比亚迪董事长王传福2020年刀片电池的发布会上发出豪言壮语：要将“自燃”从电动汽车的字典里抹去。
接着比亚迪电动汽车自燃…
日产用的是三元锂电池，相比于磷酸铁锂电池，三元锂电池的结构性能更不稳定也更容易起火，但这是部分车企实现高密度、高续航里程的唯一选择。
