记者/李荔 编辑/吉菁菁 校对/李云凤 供图/视觉中国

脚踩“风火轮”——使用电动滑板车、电动平衡车的出行方式近些年正在变得流行，但电动车安全问题频发引人担忧。

据了解，2015年圣诞节前后，美国9个州发生10起平衡车起火事件，亚马逊由此封杀中国平衡车出口。几乎同一时间，英国也查封15000部中国产的智能平衡车，指出这些产品存在爆炸等严重的安全隐患。日前， 美国消费品安全委员会在一份声明中称，至少已经发生了99起电动平衡车的锂离子电池组过热，出现火花、冒烟、起火甚至爆炸的事故，导致人被烧伤和财产损失。这一事件造成了超过200万美元的财产损失，其中包括“烧毁两所房屋及一辆汽车”。今年7月29日，北京朝阳一小区电动滑板车充电时爆燃，从冒烟到爆炸仅用13秒!起火爆炸元凶是谁?

为什么锂电事故会频发？到底是什么原因导致的平衡车发生爆炸？有哪些技术可以防止爆炸？锂电真的不安全了吗？

锂电短路成平衡车爆炸主因

谈及平衡车的起火爆炸原因，专门研究锂电的中国科学院上海硅酸盐研究所高级工程师刘战强表示，电动平衡车在启动或者制动时功率比较大，如果电池组品质不高、内阻过高，那么就会造成电池组过热;同时电池组长时间工作时，如果释热过多或者散热效果不好，均会造成热量的富集。电池过热且得不到有效散热会导致温度快速上升，在这个过程中电池里的有机电解液就会产生气胀，当达到一定气压时，电池就会像鞭炮一样爆炸燃烧。

“当电池过充和持续大电流放电时，就会出现电池组过热导致起火爆炸。”南京快轮智能科技有限公司合伙人兼软件研发总工程师薛祖波认为，平衡车因为平衡的机理，需要电池持续供电，并且在一些情况需要瞬间大功率输出，这就要求电池具有大倍率的放电能力。劣质的电芯在大倍率放电时很容易出现短路现象，造成很大的安全隐患。

锂电池短路之一是造成漏液。锂电池内部温度上升较慢的情况下，外壳逐渐熔化，保护层起不到保护作用，导致有腐蚀性的电解液泄漏。锂电池短路之二是造成自燃。当锂电池短路时产生的火花会在瞬间点燃电解液，这是由于电解液由易燃液体构成，燃烧的电解液会跟着引燃塑料机身，导致电池燃烧，电池周围如果有易燃物的话将会造成火灾。锂电池短路之三是引起爆炸。锂电池内部温度上升较快，由于外壳不像在温度上升较慢时会逐渐熔化，因而导致电池内部空间不足以容纳加热情况下的膨胀气体，电池容器因压力过大而爆炸。

薛祖波表示，不仅锂电池，传统铅酸电池也会出现爆炸情况。而这些爆炸的出现，多数是商家的品质控制不到位，甚至不良商家以劣充好，以及在关键性的部件上偷工减料造成的。而正常品质好的充电器都有短路保护，过压保护。电池管理系统(BMS)也都有短路保护，过压保护，过温保护，且好的电芯具有防爆特性。

“当然，除了主要元凶外，控制器设计不合理导致的超负荷运行，元器件质量不达标，充电器不合格，电池管理系统(BMS)不合格等也都会引起起火爆炸。”薛祖波分析。

▲2016年，上海质监局对市场上20批次电动平衡车的 抽检结果显示：电动平衡车电池95%

锂电如何使用才安全?

如何在日常使用中对锂电池进行正确的操作，来避免锂电池出现各种“状况”呢?

刘战强介绍，在我们日常使用和存放锂电池时，只要避免过高和过低的温度、跌落、火烧以及长时间放置不用等错误的操作，就能够享受到锂电带来的各种便利。购买一款质量有保证，售后服务到位的锂电也是必要的前提。

温度过高或者过低都会导致锂电芯出现容量骤减的情况。而多数锂电池的工作温度为-20℃-60℃，最佳工作温度为0℃-40℃。使用不同正极材料的锂电池也有着不同的工作和最佳工作温度。目前市面上已经有许多电子产品在锂电池的保护设计上非常到位，比如苹果的iPad，当内部传感器检测到使用环境温度过低时，会自动禁止充电操作，来避免在低温环境下因为充电而对电池造成损坏。

锂电池究竟该如何合理充电和放电?由于锂离子电池的电记忆效应小的可以忽略不计，所以半途充电对它的损伤并不是很大，而最怕的是过度放电(完全放电)。因此对于锂离子电池不必用到0%时再去充电。长期不用的电池，应充入一定的电量以防电池在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。

刘战强表示，锂离子电池在使用或者运输过程中应避免发生激烈碰撞或者被刺(破)穿，否则会引起电池短路而爆炸燃烧。而控制这方面的措施就是通过更严格的测试，要求电芯不能在挤压、刺穿、泡水的情况下导致本身起火、爆炸，这是产品最基本的底线。值得注意的是，使用劣质的充电器也会有一定几率造成锂电芯的爆炸，相比放电过程来说，锂电池在充电的时候是最危险的。

“其实，跟消费者关注点一样，锂离子电池的研发、设计首先要考虑安全，其次才是高能量密度和高功率密度。电池成品也一定要按照品质等级来应用在不同的产品中，使得不同的电池在不同的使用条件下安全地工作。”刘战强说。

锂电防爆技术大解密

刘战强介绍，锂离子电池主要由正极材料、隔膜、负极材料、电解液、密封外壳等部分构成。正负极材料由隔膜隔开，其间充满电解液。锂离子电池充电时，锂离子从正极材料迁移嵌入到负极材料;放电工作时，锂离子从负极材料迁移嵌入到正极材料，在这个可逆过程中完成化学能与电能的转换。

“要防范锂电池起火爆炸，首先就是电池的质量管控。”北京理工大学化工与环境学院孙克宁教授表示，当前的电池系统完全可以通过单体电池中的材料改性和电解液添加剂，以及优良的电池PACK工艺和高效的电池管理系统(BMS)来最大限度地降低电池起火的可能性。比如目前标准比较严格的电动汽车行业，相对来说动力锂离子电池起火的事故还比较少。特别是一些高端的电动汽车，由于采用了多种手段保证电池的稳定运行，极少有电池起火事故。

其次就是电池的正确使用以及不要超寿命使用。孙克宁说，在技术手段上，当前主要是单体电池中各个组成部分的新材料的开发及电池PACK工艺的改进。比如说，单体电池中的正极材料的改性、非碳负极材料的研发以及聚合物电解质的研制都是改善电池高温稳定性的有效方案。而电池系统的PACK工艺则是通过一些工程手段来管控安全问题，比如可以在电池PACK工艺中设计热量均衡系统以保证电堆的整体温度均匀，不至于局部过热。■