学习了解一下，新能源电车锂电池起火、灭火主要原理

目前市场上新能源电车采用的主流类型电池主要为锂离子电池，起火原理，灭火难的主要原因是什么呢？

主流锂离子电池类型

1、三元锂电池（NMC/NCA）

特点：以镍、钴、锰或镍、钴、铝为三元正极材料，能量密度高（可达240-280 Wh/kg），低温性能优异（-30℃仍可工作），但高温稳定性差，热失控风险较高（热失控温度约200-300℃）。

应用：主要用于高续航需求的纯电动汽车。

2、磷酸铁锂电池（LFP）

特点：正极材料为磷酸铁锂，安全性极高（穿刺、短路不易燃烧），循环寿命长（可达2000次以上），成本低，但能量密度较低（约150-180 Wh/kg），低温性能差（-5℃以下充电效率骤降）39。

应用：中国市场中占主导地位（2024年占比超70%）。

起火原理

1、热失控引发

锂电池热失控是新能源汽车电池起火的主要原因。当电池内部产生的热量远大于散发的热量，热量大量堆积就会引起电池燃烧甚至爆炸。具体过程如下：

电池内部热失控阶段：电池由于内部短路产生大量热量，各类离子和枝晶沉积在电解液中导致电池内阻变大，产热进一步增加，直至SEI膜分解。随着SEI膜的分解反应进行，锂离子又与电解液产生化学反应，直至隔膜完全分解，此时电池完全短路，电池内部温度急剧上升。

电池鼓包阶段：正极材料、粘结剂、电解液都在这一阶段分解，是电池热失控的拐点阶段。

电池热失控、爆炸失效阶段：由于电池内部电解液的分解产生大量易燃易爆气体，让电池体积不断膨胀，压力不断上升，到达临界点随之发生爆炸。

2、外部滥用引发

机械滥用：锂电池单体或电池组受到碰撞、挤压、穿刺等外力作用下产生形变或不同位置发生相对位移造成电池内部短路。

电滥用：包括外短路、过充、过放几种形式，其中过充电容易导致锂电池热失控。

热滥用：一般由于外部环境温度过高或温度控制系统失效所导致，局部过热是发生在电池组中典型的热滥用情况。

3、内部产热引发

内部短路广义上指由于各种原因导致电池正负极直接接触的现象。若电池正负极接触面积小，由内短路产生的热量也较小，对电池的热失控几乎没有影响，但随着时间的推移，电池内部残余电解液逐渐增加，电池内阻减小，由内短路产生的热量逐渐增加，引发热失控的风险则会大大提升。

难灭火原因

1、持续放电与复燃

锂电池具备持续放电特性，明火熄灭后，电池内部仍可能持续升温，导致电池复燃。试验发现处理新能源车辆火灾事故所需的总用水量和所需时间都明显大于传统燃油车辆火灾事故。

2、高温难降温

锂电池燃烧时内部温度能达到1000℃以上，远远超过普通汽油、柴油燃烧时的温度。从外部降温，无法迅速降至其不活跃的温度，常用的阻隔氧气的灭火方式基本无济于事。

3、可燃混合气体产生

当锂电池发生热失控后，会持续放热并产生大量含有氢气、甲烷、乙烷等的可燃混合气体，如果内部的化学反应仍在继续，在外部明火被扑灭后，容易发生反复复燃现象。

4、电解液特性

锂电池中的电解液具有易燃性，且在燃烧过程中会产生大量可燃混合物并向周围喷溅，喷射火焰的距离可以达到6m，增加了灭火的难度和危险性。

5、结构与空间限制

锂电池通常安装在车辆的底部或内部，空间狭小且结构复杂，这使得消防人员难以接近火源，增加了灭火的难度。同时，电池组四周通常存在保护性构件，难以直接喷射到着火点，需要采用大量的水充分冷却高压供电源电池组外部，以防止火势蔓延至相邻电池单元。