获过诺贝尔奖的锂电池不安全吗

来源 :百科知识 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wwt74105
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  5月10日晚,四川成都丛树家园小区一电梯内,突发电动自行车爆燃事故。瞬间,浓烟和明火吞噬电梯内所有人,包括1名5月龄婴儿在内的5人严重受伤。揪心的事故现场监控视频让人不敢直视,更让公众对电动车的安全性产生了怀疑和忧虑。
  说到电动车,首先要从技术上区分电动自行车(电瓶车)和电动汽车,即非机动车与机动车。根据相关规定,行驶速度20千米每小时以下且车重不大于40千克的判定为非机动车(电动自行车,又称电瓶车),而最高设计行驶速度在20~50千米每小时且车重大于40千克的判定为轻便摩托车,最高设计行驶速度大于50千米每小时的判定为摩托车。
  按这样的规定,前者算非机动车,后二者及四轮电能驱动车为机动车。其实,引发事故的关键不在于是机动车还是非机动车,而在于其驱动力为蓄电池。初步调查表明,涉事电动自行车商标为“领唯”,由浙江永康市领帆工贸有限公司生产。该品牌电动车系自行采购配件组装而成,只售出 100多辆就停产了。所以,这是一辆彻头彻尾的无资质“山寨”电动自行车。至于其采用的蓄电池是哪一种,目前尚无法确认。这表明,以蓄电池为驱动力的交通工具成了巨大的安全隐患。
  可以作为电动车动力的蓄电池有很多种,包括铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池和锂离子电池,现在生产商普遍大量采用锂离子电池。人们认为锂离子电池相对安全、轻便、易充电、续航能力强。
  2019年,美国的约翰·古迪纳夫、M.斯坦利·威廷汉和日本的吉野彰获得诺贝尔化学奖。获奖理由是他们发明了轻便、可携带的锂离子电池,用可控的方式让能量实现转换,移动电话、笔记本电脑和电动汽车都可使用,是一项非常有潜力的技术。
  锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池,分为两类:锂金属电池和锂离子电池。1912年,刘易斯成功研发出了锂金属电池。但是,由于金属锂的化学性质非常活泼,容易发生爆炸,对环境要求非常高,所以锂金属电池难以推广。 20世纪70年代,古迪纳夫等人发现,当锂电池负极被嵌入到石墨/石墨烯中时,锂离子便可驻扎在6个碳组成的“格子”中。在制造各类电池正极材料时,也可将锂离子嵌入至金属氧化物构成的“格子单间”中,例如,在含锂的二氧化钴中,锂离子就驻扎在钴与氧搭建的框架之间。由于每一个锂离子都安居在“单间”当中,它们就不会发生激烈的反应而爆燃,从而提高了电池的安全性与可靠性。由于没有金属锂单质的相互碰撞,锂离子电池更为安全,并且可重复充电数百次,不会造成性能下降。1991年,该锂离子电池技术投入商业化应用。
  但是,“更为安全”并不等于“绝对安全”。今天,在锂离子电池广泛用于电动车后,越来越多的电动车发生爆燃。根据新能源汽车国家监管平台的数据,与电池相关的电动车安全事故占到61%。由于市场上锂离子电池占多数,因此,锂离子电池难辞其咎。
  从技术上看,尽管多数人认为锂离子电池比铅酸蓄电池安全,但也有为数不少的专业人员认为铅酸蓄电池更安全。实际上,手机锂离子电池也频频出现爆燃。按照国际上的统计,手机爆炸的概率是千万分之一;一辆公交车锂离子电池的能量远超手机,爆炸的概率更高,因此锂电池也未必真正安全。当然,铅酸蓄电池和其他蓄电池也都不能完全保证安全性,在技术上还有改进的空间。
  但是,很多电动车发生自燃,主要是使用和管理的问题。上海市对2020年發生的381起电动自行车爆燃火灾事故进行统计,因电池单体故障引发火灾占34.7%,电池过度充电占21.8%,短路占8.9%,自燃占3.8%,接触不良占2.9%,其他原因占27.5%。
  那么,电动车是否比燃油车更容易发生爆燃呢?答案是否定的。中外多项统计数据显示,与电动车相比,燃油车爆燃的概率更高。根据新能源汽车国家监管平台的数据,中国燃油汽车的燃烧事故每年约2~4辆每万辆,而电动车为0.9~1.2辆每万辆,前者是后者的两倍以上。但是,为什么人们好像不太担心燃油车发生爆燃?为什么电动车的爆燃事故比燃油车事故更惨烈呢?统计显示,有80%的电动车火灾是在充电时发生的,有90%的导致人员伤亡的电动车火灾是由置于门厅、过道、楼梯间等处的电动车引发的。这表明,电动车起火在室内和建筑物内的居多,因而比起在室外起火的燃油车,电动车造成的灾难更大,危害也更大。
  尽管《中华人民共和国消防法》《物业管理条例》都明确规定,严禁电动车进楼房,严禁在建筑内的共用走道、楼梯间、安全出口处等公共区域停放电动车或者为电动车充电,但是对于这样的规定,管理单位常常无力强制执行,小区居民对电动车进楼房也熟视无睹。殊不知,人们心目中的无害物蓄电池是和汽油一样的危险物品。人们都知道汽油是易燃易爆品,一般不会带回家。给机动车加油要到加油站,加油站管理严格,有安检员负责监督,不许吸烟,不许打手机,加油要熄火也是驾驶员的常识。但是,在小区和家里充电,既无人监管,也没有人认为蓄电池甚至是比汽油更危险的易燃易爆品。
  由于电动自行车能登堂入室,造成的伤害更大。一台电动自行车在室内自燃,30秒后有毒气体会覆盖整个房间,90秒后温度便达到200℃,100秒内足以使人窒息而亡。3分钟后火温高达上千摄氏度,一台电动自行车产生的毒气足以杀死成百上千人。同时,电动自行车燃烧产生的黑烟多,容易导致楼房内光线不足,难以及时疏散人员。锂离子电池、铅酸蓄电池自燃引发的火灾都难以扑灭,只能让其燃尽,造成的伤亡也更大。
  目前,在蓄电池的安全性还不能达到“绝对安全”的情况下,减少电动车自燃事故的危害,首先要监管到位,要把电动车当成一只猛兽,不能让其登堂入室。统计表明,截至2019年,两轮电动车的全国保有量已经达3亿辆,年产量最高达到3695万辆。如果这些“猛兽”纷纷登堂入室,很难想象人们面临的潜在危险究竟有多大。
  电动车充电相当于燃油车加油,现在没有硬性监管制度,居民应该做到无论是充电还是搁置,都要将电动自行车置放于车棚或露天处。同时,小区和公共场所要充分设置充电桩以满足电动车的充电需求。
  如果想大幅度降低电动车爆燃的概率,避免其带来的危害,最终的解决办法还是要提升蓄电池的安全性。诺贝尔奖为锂离子电池背书并不意味着锂离子电池的安全性已经没有提升空间。这一专业领域的研究者还需要继续努力,改善锂离子电池的安全性,研发比锂离子电池更安全、更高效的电池,这是社会对新能源提出的新要求。
其他文献
在社会单位的消防管理活动中,加强消防设备运行管理是一项重要的工作内容.在消防设备投入运行后,由于忽视了设备的维护和管理工作,使消防设备在运行管理中还存在多方面的问题
习近平总书记2018年为国家综合性消防救援队伍授旗并致训词,明确国家综合性消防救援队伍作为应急救援的主力军和国家队,承担防范、化解重大安全风险、应对处置各类灾害事故的
绿色概念是指节约、环境保护和可持续发展的概念.这一理念与实际的环境和能源保护需求有关.它可以渗透到各个行业,使所有项目实现可持续发展.机械制造业也是如此,机械设计与
随着我国经济和科技的飞速发展和进步,各种节能减排措施接踵而来,为改善我国电厂用电功效,提高节约能源的效果,评估离心泵的型号、设计方式和使用途径.跟随国家所制定的各项
随着经济的发展,人们对电力的需求越来越高,这就对电力设备运行中相关维护工作提出更高要求.红外测温技术在变电运维中发挥了不小的作用,能够在短时间内,不影响人们用电需求
互联网所带来的万物互联状态,对于未来行业生产和生活方式,会产生颠覆性的影响,现阶段随着5G移动通信技术的不断成熟,物联网的落成又更近了一步,在使用物联网提高工作效率和
随着我国经济的腾飞,人们的生活水平也在稳步提高,因而对于电力供应也提出了更高的可靠性要求,而科技的高速发展,使得数字化技术也被应用到了配电工程之中,从而满足了人们的
2019年,日本政府宣布退出国际捕鲸委员会,并重启商业捕鲸活动,这一举动引发国际社会广泛瞩目。作为全球捕鲸量最大的国家之一,捕鲸文化已植根于日本文化之中。回顾历史,日本人很早就有捕鲸的传统,无论从宗教信仰、神话传说还是日常饮食之中,都能寻找到鲸鱼的踪迹。鲸鱼传说  大约200万年前,人类已开始从事捕鲸活动。无论是崇尚大陆文明的东方人,还是推崇海洋文明的西方人,都早已懂得从鲸鱼身上获取人类所需的食物
期刊
为了解决数控车床制造环节普遍存在着可靠性水平和精度等性能的离散化现象而使制造环节经常出现的问题,充分利用现代科学手段,进一步消除数控机床的早期故障,提高数控机床的
在陕北的各红色遗迹遗址中,延安最为人熟知。中国共产党在这里召开了六届六中全会和六届七中全会,进行了延安整风运动,开展了大生产运动;在中国共产党第七次全国代表大会上,确立了毛泽东思想的指导地位,迎来了抗日战争的胜利。凤凰山、杨家岭、枣园、王家坪……每个人都能说得上几个当地的地名。延安风情画  延安,古称肤施、高奴、延州,原陕甘宁边区政府首府,也是我国著名的历史文化名城。它位于陕北金三角经济协作区腹地
期刊