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 鋰電池起火原因，可以劃分成兩個大部分，自身原因和外部原因。自身原因主要是指自身材料、結構熱穩(wěn)定性的好壞，對火災發(fā)生與否的影響；外部原因，指各種濫用手段，引發(fā)的鋰電池火災。

 

　　鋰電池由正極材料，負極材料和電解液組成，這幾部分的熱穩(wěn)定性，直接影響著電芯發(fā)生熱失控的可能性。

 

　　負極材料的熱穩(wěn)定性的影響因素

 

　　目前應用的負極材料，絕大部分是碳材料。在高溫條件下，石墨容易與電解液發(fā)生反應，尤其電池荷電量高的狀態(tài)，LiC6更是能夠提升反應的激烈性。

 

　　有研究發(fā)現(xiàn)，負極開始反應放熱的溫度起點，與碳材料的顆粒度有關，顆粒越大，其開始反應的溫度就越高，也就越安全。同時，不同結構的碳材料參與電解液的反應，其放熱量并不相同，石墨就比無定型碳（主要指軟碳和硬碳）放熱量大。

 

　　正極材料熱穩(wěn)定性的影響因素

 

　　當前應用廣泛的鋰電池正極材料，都是鋰的化合物。磷酸鐵鋰，錳酸鋰和三元鋰，如果泛泛的說，三者的安全性是從高到低排列的。而有人專門對正極材料在這些電池安全性中的影響做了研究。

 

　　研究認為，鋰的化合物分子式中，鋰的含量越高，其熱穩(wěn)定性就越差，開始與電解液反應的溫度就越低。有個定量的比較，分子式中各個原子的比例系數(shù)，當鋰的系數(shù)是0.25時，其反應溫度為230℃；如果這個數(shù)值變成1，其起始反應溫度就變成了170℃。此外，如果正極材料中含有除了鋰以外的其他金屬元素，則含錳元素的正極材料比含鎳元素的正極材料熱穩(wěn)定性好。

 

　　電解液熱穩(wěn)定性影響因素

 

　　電解液可以說是熱穩(wěn)定性問題的核心，它的穩(wěn)定性直接影響整個體系的穩(wěn)定性。有人針對電解液的熱穩(wěn)定性做了一些列研究，結果表明：

 

　　電解液中的碳酸二甲酯含量越高，其熱穩(wěn)定性越差，越容易與正負極材料發(fā)生反應；電解液與越多類型材料相容性差，也就是在較低的溫度下可以與多種不同的鹽類發(fā)生反應，說明它越活潑，其熱穩(wěn)定性就越差。

 

　　老化帶來的熱失控

 

　　老化是一個綜合的過程，負極SEI膜結構老化，出現(xiàn)破損，引發(fā)自生熱過程；負極鋰枝晶堆積，造成內(nèi)短路或者遇到高溫環(huán)境與電解液激烈反應。老化帶來的內(nèi)阻上升，使得熱積累出現(xiàn)的概率上升。總的來說，老化與熱失控風險存在正相關性。

 

　　鋰電池著火撲滅的正確方法：

 

　　1、電池起火后，應及時切斷供電電源，從容有序的疏散人員。

 

　　2、將臨近電池箱兩側的車窗打開，避免煙霧對車內(nèi)人員造成傷害。

 

　　3、快速用水去滅火，按照規(guī)范的滅火方式進行滅火。（東莞鳳崗2014年明陽電池廠發(fā)生火災，員工用干粉滅火器是無效，*高能物理研究所畢業(yè)的物理學博士李樹軍認為：由于電池內(nèi)部自燃爆，此時用干粉滅火器就無法奏效，而好的方法是用水去降溫。）但是我們上海翌燦智能科技有限公司從美國引進新型滅火劑是目前行之有效的鋰電池滅火方案。采用微胞囊環(huán)保滅火劑是目前上*的、環(huán)保型滅火劑。根據(jù)各種火災的不同特點和各種滅火機理的優(yōu)缺點，集微胞囊技術、潤濕、快速降溫為一體，同時作用于燃燒四要素，在實戰(zhàn)中表現(xiàn)出令人驚異的效果，其綜合滅火效率。不僅具有*的時效性和效率，而且對環(huán)境無害、無毒、無腐蝕性、可*生物降解、無需特種設備，因此是火災和危險品控制領域的理想選擇。

目前通過美國消防協(xié)會（NFPA）嚴格的技術測試和檢驗，以及通過FM認證、UL認證，美國船級社等一系列認證。在美國和歐洲等許多國家有很好的信譽，尤其在專業(yè)*門以及機場、電廠、油田、石化、煤炭、汽車、航空等許多行業(yè)使用較為廣泛。

在汽車領域的應用（滅鋰電池火）

2008年1月美國危險控制技術公司歐洲分部為博世（Bosch Industries），通過和水，泡沫，干粉的鋰離子電池火災測試的對比，博世選擇 EA作為鋰電池火災的滅火劑，博世成為參考客戶。博世與巴登 - 符騰 （Baden-Wurttemberg）州立消防學校分享他們的滅火試驗經(jīng)驗及數(shù)據(jù)，巴登 - 符騰堡州立消防學校在收到博世測試結果后不久發(fā)布車載鋰離子電池潛在危險應用指南。

2013年2月在巴塞羅那一級方程式大獎賽（F1）中測試并接受作為他們*的滅火劑，替換所有的泡沫。

2015年10月通用汽車邀請HCT針對鋰離子電池使用 EA進行測試，2016年1月通用汽車公司用于通用汽車鋰離子電池破壞性測試實驗室。

2016年1月特斯拉用于電池充電區(qū)域。

2016年2月英國捷豹邀請HCT歐洲分部針對鋰離子電池使用EA進行測試，并將作為鋰離子電池保護寫入標準。

 

 

　　4、火被撲滅后，需等電池模塊冷卻后再進行處理搬出電池倉。

 

　　鋰電池滅火主要是由于熱失控原因造成的，如果需要滅火，首先需要搞明白熱失控的真實原因。引起鋰電池熱失控的因素主要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。◎內(nèi)部短路：由于電池的濫用，如過充過放導致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜志灰塵等，將惡化生成刺穿隔膜，產(chǎn)生微短路，電能量的釋放導致溫升，溫升帶來的材料化學反應又擴大了短路路徑，形成了更大的短路電流，這種互相累積的互相增強的破壞，導致熱失控。下面以鈷酸鋰電芯為例，簡述一個典型熱失控過程。A：準備階段，電池處于滿電狀態(tài)；B：內(nèi)短路發(fā)生，大電流通過短路點而產(chǎn)生熱量，并通過LiC6熱擴散，達到SEI膜分解溫度，SEI膜開始分解，放出少量CO2和C2H4,殼體輕微鼓脹，隨著短路位置的不斷放電，電池溫度的不斷上升，電液中鏈狀溶劑開始分散，LiC6與電液也開始反應放熱，伴隨著C2H5F\C3H6\C3H8產(chǎn)生，但反應較慢，放熱量較小；C:隨著放電的進行，短路位置溫度繼續(xù)升高，隔膜局部收縮融化，短路位置擴大，溫度進一步升高，當內(nèi)部溫度達到Li0.5Co02的分解溫度時，正極瞬間分解，并釋放O2,后者于電液瞬間反應放出大量熱量，同時放出大量CO2氣體，造成電池內(nèi)壓增大，如果壓力足夠大，沖破電池殼體，引起電池爆；D:如果殼體炸開，極片散落，溫度不會繼續(xù)升高，反應終止；但如果殼體只開裂，極片沒有散落，這時LiC6繼續(xù)與電液反應，溫度會繼續(xù)升高，但升溫速率下降，由于反應速率較慢，所以可以維持較長時間；E:當電池內(nèi)部反應的產(chǎn)熱速率小于散熱速率時，電池開始降溫，直至內(nèi)部反應完畢；◎外部短路：實際車輛運行中發(fā)生危險的概率很低，一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS，二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下，短路點越過整車熔斷器，同時BMS失效，較長時間的外部短路一般會導致電路中的連接薄弱點燒毀，很少導致電池發(fā)生熱失控事件。現(xiàn)在，比較多的PACK企業(yè)采用了回路中加熔斷絲的做法，更能有效的避免外短路引發(fā)的危害。◎外部高溫：由于鋰電池結構的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會發(fā)生分解反應，電解液的分解物還會與正極、負極發(fā)生反應，電芯隔膜將融化分解，多種反應導致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導致內(nèi)部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計的互相增強的破壞作用，其后果是導致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發(fā)生燃燒起火。基于以上原因，對鋰電池進行滅火處理，讓我們看下特斯拉和通用的推薦：1.如果遭遇小火災，火焰沒有蔓延到高壓電池部分，可以采用二氧化碳或ABC干粉滅火器滅火。2.在*檢查火情的時候，不要與任何高壓部件接觸，始終使用絕緣工具進行檢查。3.儲存氣體的充氣瓶、氣體支柱和其他組件可以達到沸騰液體膨脹蒸汽爆的溫度。在檢查到事故的“熱區(qū)”前，要進行有適當精細防護的拆解。4.如果高電壓電池在火災中彎曲、扭曲、損壞，總之就是變得不成樣子，或者懷疑電池出現(xiàn)問題。那么滅火時的用水量不能太少，消防用水要有足夠的量。5.電池著火可能需要24小時才能*撲滅。使用熱成像攝像頭，可以確保高電壓電池在事故結束前*冷卻。如果沒有熱成像攝像頭，就必須監(jiān)控電池是否會復燃。冒煙表示電池仍然很熱，監(jiān)控一直要保持到電池不再冒煙的至少一小時之后。通用沃藍達的應急救援手冊中對電動汽車的消防滅火是那樣指導的：如果電池達到足夠高的溫度，泄漏和釋放電解質，電解液肯定是易燃品。這就需要用大量的水來冷卻電池和滅火，因為直流和交流系統(tǒng)沒有接地，消防員可以安全的用水作為主要滅火劑，而且沒有觸電的危險。ABC干粉滅火器不會熄滅電池火焰。消防員應避免在滅火或解脫操作任何高壓組件中的內(nèi)部直接接觸，這會潛在導致電擊。