在好多人印象里，固執地認為動力電池不安全，因為覺得一旦自燃之后人逃離不了，但新能源汽車和燃油車在安全性上不能這么簡單粗暴的比較，這里涉及到新能源汽車發展階段和安全標準建設的問題。

事實上，燃油車和電動汽車的自燃比例非常接近。國家消防救援局2023年第一季度統計數據。根據這一數據，燃油車保有量31771萬輛，自燃18360輛，自燃率萬分之0.58；新能源車1445.2萬輛，自燃640輛，自燃率萬分之0.44。從自燃率上看，新能源汽車甚至略低于燃油車。

其中最近整改提出動力電池安全要求標準文件由工信部和寧德時代、國軒高科、卡耐新能源、力神電池、比亞迪、微宏動力以及北汽新能源、蔚來汽車等單位參與起草，此次標準增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間。因此，按照這一標準生產的動力電池以及新能源汽車，要比之前沒有達到這一標準的動力電池和新能源汽車的安全性大大提升，和燃油車相比，在車輛自燃后逃生的成功率方面已經和燃油車沒有區別。

電車的安全問題，在安全問題里首當其沖的又是電動車會不會著火自燃。這里面就涉及了一個車用電池的熱失控問題，而保障新能源車電池安全的方法，其實就是找到電池熱失控的原因以及如何防止電池熱失控的發生，接下來我們就鋰電池的熱失控進行介紹。

一、什么是熱失控

1.概述

熱失控指的由各種誘因引發的熱的鏈式反應現象，熱量在電池內部累積而相互增強且帶有極具破壞性的反應。

簡單來說，熱失控就是一個能量正反饋循環過程：升高的溫度導致系統變熱，系統變熱后溫度升高，又反過來讓系統變得更熱，最終引起起火或爆炸。

2.階段劃分

熱失控的階段的劃分方法存在著不同的說法，目前主流觀點還是與隔膜有關，因為隔膜是隔斷電芯正負極的唯一物質，當隔膜的大規模溶解，電芯正負極直接內部短路，會加劇電芯的熱失控反應。在此之前，溫度降下來，物質活性下降，反應會減緩。一旦突破這個點，正負極已經直接相對，電芯內部溫度不可能被降低，無法終止反應的繼續了。

該理論將熱失控劃分為三個階段，自生熱階段（50℃-140℃），熱失控階段（140℃-850℃），熱失控終止階段（850℃-常溫），一些文獻提供的隔膜大規模融化溫度起始于140℃。

從圖中可以看出，當隔膜熔融，電池發生不可逆的產生鏈式反應時，電池溫度將急劇升高，可能導致火災甚至爆炸。為了降低鋰電池的火災爆炸危險，對于熱失控機理的掌握變得尤為重要。

二、熱失控的誘因

熱失控的觸發原因可以分為兩大類，內因和外因。

內部短路：根據前面分析，所有的熱失控歸根到底都是隔膜熔融，造成電芯正負極內部短路造成電芯的熱失控，在原因分析里的內部短路則是一個狹義的概念，即電芯內部由于加工時由于設備的磨損，引入一些金屬物質，造成隔膜刺穿引起的內短路。如目前普遍采用的是6至12μm的隔膜，當金屬顆粒超過隔膜厚度，在反復充電過程中，金屬刺穿隔膜引起的電芯內部短路，繼而引發的熱失控。

機械濫用

機械濫用，指的是在外力作用下，電芯受到類似碰撞、擠壓和穿刺等形式的外力影響。比如車輛高速行駛中觸碰的異物，直接導致了電池內隔膜崩潰，進而造成了電池內短路，短時間內引發了自燃。

電濫用

鋰電池的電氣濫用，一般包括外短路，過充，過放幾種形式，其中最容易發展成熱失控的要屬過充。

過充電，過充電主要是由于電池包無節制的充電或者反復充電，電芯負極已無空間繼續盛放鋰金屬，其就會形成鋰枝晶，造成刺破隔膜引起電池包熱失控，這個也是鋰電行業剛發展初期最重要的失控因素之一。

外短路，電池組的外部短路可能是由于汽車碰撞引起的變形引起正負極短路，浸水，導體污染或維護期間的電擊等，一般而言，針對外短路，只要不會直接作用于電池包，造成電池包內部的高壓正負極直接短路，都可以通過產品本身的保險系統進行消除，避免電池包熱失控。

熱濫用

局部過熱可能是發生在電池組中典型的熱濫用情況。熱濫用很少獨立存在，往往是從機械濫用和電氣濫用發展而來，并且是最終直接觸發熱失控的一環。除了由于機械/電氣濫用導致的過熱之外，過熱可能由連接接觸松動引起。電池連接松動問題已經得到證實。熱濫用也是當前被模擬最多的情形，利用設備有控制的加熱電池，以觀察其在受熱過程中的反應。

三、如何防止熱失控發生

熱失控的誘因是多元的，針對鋰離子電池熱失控的情況，目前國內主流的解決方法主要從外部保護和內部改進兩個方面進行改進。內部改進則是指針對電池本身進行提高。外部保護較為復雜，主要是指系統方面的升級改進。

1.電池單元組成

以方形動力電池為例：電池組通常由多個方形電池單元組成，用于存儲和釋放大量電能。由于動力電池組儲存的能量較大，一旦發生異常情況（例如過充、過放、高溫等），可能會導致電池組的氣體產生、壓力升高，嚴重情況下甚至引發火災或爆炸。

為了確保電池組的安全性，每一塊動力電池通常會配備1塊防爆閥。防爆閥是一種安全裝置，可以控制電池內部壓力，將過壓或異常壓力及時釋放，以減少爆炸或火災的風險。

2.工作原理

方形動力電池防爆閥的主要爆破原理是基于熱膨脹特性和壓力差的原理。當電池內部氣體壓力超過防爆閥設定的安全值時，閥門將爆開，通過閥門排放出一部分氣體，從而降低電池內部氣體的壓力，保持電池的安全工作狀態。

當電池內部氣體壓力升高超過閥門設定的安全壓力時，壓力差使得閥門受到力的作用，突破防爆閥的限制，爆開閥門，將電池內部氣體排放出去。

（電池防爆閥爆開圖）

3.設計標準

方形動力電池防爆閥的爆破參數是根據電池的設計和使用要求進行決定的。另外，電池防爆閥的開啟力度也需要合理控制，過大或過小都會影響閥門的工作效果。而電池防爆閥的爆破過程主要包括兩個階段：壓力累積和爆破釋放。在壓力累積階段，電池內部氣體壓力逐漸增加，到達閥值后，防爆閥受到壓力的作用迅速爆開，閥門完全打開，進入爆破釋放階段，電池內部氣體通過閥門迅速排放出去，從而保持電池的安全工作狀態。

而車企在方形動力電池防爆閥的采購應要注意，在防爆閥爆破過程中需要滿足以下幾個要求：一是快速的反應速度，即能夠在電池內部氣體壓力達到危險值之前及時爆開閥門；二是可靠的工作性能，即能夠在不同環境條件下正常工作，不受外界因素的影響；三是持久的使用壽命，保證能夠長期穩定地工作，避免頻繁更換，只有這樣才能保證電池安全。