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今年火灾事故已超6000起！电动自行车为何频频爆炸？

9月20日凌晨 ， 一场发生在北京市通州区幸福艺居小区某单元的火灾 ， 最终造成5楼的一家五口死亡 。 事故的罪魁祸首 ， 是三楼一家租户的电动自行车电池 。 事发当晚 ， 该租住家庭中的丈夫将电动车的锂电池带回家中充电 ， 进而引发了这场致命的火灾 。
北京通州电动自行车火灾肇事方被采取刑事强制措施 。 视频来源：中新视频
今年1月到7月 ， 全国发生的电动自行车火灾事故已达6462起， 平均每个月事故超过900起 。 80％的电动自行车火灾发生在充电时 ， 绝大部分事故由于锂电池燃爆引起 。 当下 ， 全国电动自行车保有量为3.2亿辆 ， 相当于平均每4.4个人就有一辆 。
清华大学退休教师、被称为“中国电动自行车第一人”的马贵龙对《中国新闻周刊》说 ， 相比同样采用锂电池的电动汽车 ， 电动自行车在锂电池安全方面根本就不该出问题 。 “电动自行车的锂电池组只有几十节电池串并联构成 ， 电动汽车电池有几千节 ， 相差一百倍” 。 电池个数越少 ， 电池组容量越低 ， 电压越低 ， 电池安全越容易控制 。 但在实际中 ， 电动自行车燃爆事故数量高于电动汽车 。 电动自行车锂电池安全背后 ， 暴露出的是电池、充电器等强制性标准缺失、行业处于低水平发展的现状 。 电动车锂电池安全 ， 不是技术问题 ， 也不是科学问题 ， 本质上是管理问题 。
电池的猫腻
电动自行车的电池大体分为两种——铅酸电池和锂电池 。 简单地说 ， 锂电池要比铅酸电池更轻、比能量更高（衡量电池能量密度的指标）、寿命更长 。 而锂电池又可以根据电池正极材料不同 ， 分为三元锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池 。 现在市面上流行的所谓超导石墨烯电池 ， 是用石墨烯作负极 ， 用以改善电池导电性能 。 但由于添加的石墨烯性能和特性不佳 ， 含量过少 ， 并不能使电池性能有根本性改变 。
与铅酸电池相比 ， 锂电池的最大优势还是重量轻 。 同样是48伏、12安时 ， 一组铅酸电池重量能达到16公斤左右 ， 而锂电池大约4公斤 。 但锂电池价格更贵 。 常见48伏、24安时的铅酸电池价格大约350元 ， 三元锂电池为600元左右 ， 磷酸铁锂电池价格大致在900元 。 在国内 ， 电动车铅酸电池生产商主要是浙江长兴县的超威和天能 ， 两家企业的市场份额共占到百分之七八十 ， 锂电池市场的龙头企业为苏州星恒、天能 。
2018年 ， 电动自行车新国标发布 ， 规定包含电池在内的整车重量不许超过55公斤 。 这一规定使锂电池开始抢占铅酸电池的市场 。 近年来 ， 全国每年新生产的3000万辆电动车中 ， 采用锂电池的车辆占比为35％ 。 锂电池电动车的保有量占比 ， 已从新国标颁布前的3％增长到15％左右 。 眼下正处在全国多地超标车过渡期截止日期的前夕 ， 以旧换新或购买新车的需求激增 。 但一直以来 ， 电动车锂电池的充电安全问题没有得到解决 。
在中国自行车协会副理事长、江苏省自行车电动车协会名誉理事长陆金龙的印象中 ， 2018年新国标颁布前 ， 电动车发生燃爆事件的概率远低于现在 。 无锡市检验检测认证研究院/国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心业务管理部部长、研究员级高工薛宇解释说 ， 锂电池较铅酸电池更易出现安全事故 。 这主要是由电池的材料与结构所决定的 。 锂电池能量密度比铅酸电池高 ， 锂元素的化学性质比铅更活跃 ， 锂电池中的电解液也比铅酸电池的稀硫酸电解液更易燃烧 。 铅酸电池在发生事故时 ， 最多鼓胀或裂开 ， 不会有更剧烈的反应 。 锂电池由于内阻小、隔板薄 ， 出现热失控时 ， 则会发生燃爆 。 同理 ， 三元锂电池能量密度高于另两者 ， 构成电池正极三种元素镍、钴、锰的活泼性也较铁元素高 ， 因此安全性不如磷酸铁锂电池 。 但因能量密度最高 ， 三元锂电池在电动车锂电池市场份额达到50％以上 。
眼下 ， 一些厂家又在推出钠电池 ， 钠的化学属性没有锂活泼 ， 相对更安全 ， 但能量密度又不及锂电池 。 马贵龙说 ， 锂电池安全的终极解决方案是生产固态锂电池 ， 即电解质为固态 。 “现在的锂电池因为电解质是液态 ， 才易发生膨胀、爆炸” 。 固态锂电池也是全世界在攻克的难题 ， 如何将固态电解质和正负极结合在一起是当下的难点 。 但这一技术路线要想获得成功 ， 走向市场 ， 还尚需时日 。
近两年 ， 由于事故频发 ， 电动自行车生产厂家开始更多采用安全系数相对更好、价格也更高的磷酸铁锂电池 。 但在新能源电动汽车领域 ， 三元锂电池依然是主流 。


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