电动车充满电后一直插着不拔,电池到底是在“休息”,还是在被迫“加班”?这个看上去没什么害处的习惯,又是怎样一步步把一块好好的电池推到起火爆燃边上的?

要弄清这件事,得先看看电池烧起来的时候有多快、有多猛。7秒,就是一辆电瓶车从冒出白烟到熊熊燃烧要用的时间。

从开始冒烟到整车着火,人几乎来不及反应,更来不及把车推开或者找东西扑救。很多人以为电瓶车着火总会有个慢慢变严重的过程,能给人留出时间。

实际上,危险一旦冒头,留给人的往往只有几秒钟。2021年,全国至少发生了1.8万起类似的电瓶车自燃事件。

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有的发生在楼道里,有的在街边,有的在电梯里,还有的就在家里。一辆好好的车,为什么转眼就烧得只剩骨架?到底是什么东西引爆了它?

这个问题跟每个骑电瓶车的人都有关系。先看一个很多人都有的习惯:晚上下班回家,把电动车往车棚一停,插上充电器,看见指示灯亮了,就觉得万事大吉,转身回家睡觉。

至于电池什么时候充满、满了以后还插了多久,几乎没人留意。问题恰恰就藏在这几个小时里。

电瓶车起火爆燃,主要的元凶就是电瓶,也就是电池。正常情况下,电池把化学能转化为电能,给车提供动力。

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出现异常时,这部分化学能会变成热能,让电池温度迅速升高。一旦温度超过电池能承受的极限,危险就开始失控了。

温度超限以后,电池内部会发生剧烈的氧化还原反应,放出更多热量。温度越高,反应越快;反应越快,温度又越高,形成恶性循环。

这个过程叫作“热失控”。它一旦开始,靠电池自己基本停不下来,只会越烧越旺,直到能量全部释放。

热失控的反应速度极快,能在很短时间里释放出巨大的能量。2020年黎巴嫩首都贝鲁特发生大爆炸,起因就是港口存放的约2700吨硝酸铵进入了热失控状态,爆炸把整个港口炸出一个巨坑。

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电瓶起火爆燃,本质上也是电池发生了热失控。电瓶热失控一般是这样发展的:电池先鼓包变形,冒出少量白烟;接着白烟越来越多,然后一瞬间迸出火星,喷出大量火焰,开始剧烈燃烧,还伴随着爆炸和轰燃。

前后几个阶段衔接得非常紧,从冒烟到起火常常只隔几秒。这时电池周围的温度能达到三四百摄氏度,不但会烧伤人,还会很快引燃车体、轮胎等部件,放出大量有害气体。

如果不幸在狭小、密闭的空间里碰上电瓶热失控,里面的人可能被高温烧死,也可能因为缺氧窒息,或者被有毒气体毒死。那么,一块好好的电池,怎么会无缘无故热失控?

要回答这个问题,得先简单了解电池的工作原理。目前市面上最常见的电瓶主要有两种,一种是铅酸电池,一种是锂离子电池。

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两者原理不同,风险程度也不一样。锂电池能量密度更高,续航更好,所以用得更广,但它也更容易发生热失控。

单个锂电池内部有一层隔膜,作用是把正极和负极隔开,防止两极直接连通造成短路。这层很薄的隔膜,可以说是整块电池安全的底线。

电池放电时,负极一侧的锂离子穿过隔膜移向正极,形成电位差。电子却被隔膜挡住,为了维持电荷平衡,只能从外部电路由负极流向正极,于是形成了电流,车子也就跑起来了。

锂离子在里面走,电子在外面绕,两条路分得很清楚。充电正好反过来。

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在外部电流推动下,电子流回负极,锂离子也穿过隔膜回到负极,把能量重新存起来。照理说这是一个有来有回、循环往复的过程,只要按规矩充放电,电池就能稳定地用很多次。

问题出在“按规矩”这三个字上。关键就在充电这一步。充电时,负极附近的锂离子越积越多,到一定程度就会达到浓度上限,变成饱和状态。

这时如果还继续通电,也就是过度充电,多出来的锂离子就会以结晶的形式沉积下来,在负极附近长出一丛丛像树枝一样的晶体。这些晶体会越长越长,最后可能刺穿中间的隔膜,让正负极直接接通形成短路,产生大量热量。

这些热量就是热失控最初的“启动能量”。之后一传十、十传百,短短几秒钟内,整个电瓶里的电池会全部炸裂。

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所谓“加班”,说的就是这种情况。就算是这些年普及的锂电池,也扛不住长期过充。

电池充满后还长时间处在高电位,会打乱电芯内部锂离子的迁移结构,内阻变大,容量衰减。劣质电芯甚至会在内部析锂,埋下短路的隐患。

电池满了还在被迫工作,说是在“加班”并不夸张。所以,过度充电是电瓶热失控最主要的原因之一。

消防救援部门公布的数据显示,大约80%的电瓶车火灾发生在充电时。另有论文提到,大约70%的电瓶车火灾发生在夜间到次日凌晨,正好是人在睡觉、电瓶车在充电的时段。

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行业协会建议,电瓶每次充电最好不要超过8小时。很多人晚上一插就是一整夜,第二天早上出门才拔,时间常常远远超过这个上限。

如果一定要在睡觉时给电瓶车充电,就要格外注意安全,别让电池在没人看着的时候一直“加班”。即使过度充电没有当场引爆电池,也会在隔膜上留下很多细小的损伤。

这些损伤一点点累积,电池外表看着完好,内部却可能已经快撑不住了。这时只要一点小变化,比如温度起伏,隔膜就可能破裂,成为压垮骆驼的最后一根稻草。

这也解释了为什么有些自燃事故里,电瓶车既没在充电,也没人骑,只是停在路边或者被推进电梯,却突然烧了起来,酿成让人措手不及的悲剧。看上去是“突然”出事,其实是长期过充留下的隐患,在某个时刻一起爆发了。

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电池被过度“加班”,平时也会露出一些迹象。最直观的就是:原来能跑50公里,慢慢变成30公里;充电时间越来越长,骑起来也越来越没劲。

不少人把这当成正常老化,接着照样整夜充电。其实这正说明电池内部已经在受损了。

为了尽量避开过度充电的危险,现在很多新型锂电池装了专门的电池管理系统,用来防止过度充放电,降低热失控风险。不过问题在于,如果使用不规范,再好的系统也没用。

保护装置只能兜住一部分风险,挡不住人为造成的破坏。比如,有人为了提高续航,把车上原装的铅酸电池换成动力更强的锂电池。

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可这些车的刹车辅助系统原本是按铅酸电池设计的,刹车时会产生额外的能量回流,可能直接烧坏锂电池的管理系统。这道保护就这样没了,车主自己往往还不知道。

在常见的电瓶自燃原因里,很大一部分属于使用不规范,比如私拉电线、用不匹配的充电器,或者图便宜买“三无”劣质电瓶。这些做法省下的是一点小钱,付出的可能是整辆车,甚至是一个家庭的安全。

还有一些做法乍看没什么危险,而且很普遍,比如一块电瓶用很多年也不换,通过改装加大电瓶容量,或者解除电瓶车原有的限速。这些做法同样会增加电瓶自燃的风险。

正因为太常见,人们才更容易放松警惕。所以,骑电瓶车的人日常要尽量避免过度充电,充满了就及时拔掉,用正规配件,能不改装就不改装,能在室外充电就在室外充电,尽量减少事故。

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电池出现续航明显缩水、鼓包等异常时,要及时检查更换,别等出了事才后悔。当然,这些正确做法有时并不容易做到。

买便宜零件、改装电瓶车、夜里充电,对很多人来说是不得已的选择。每小时25千米的速度上限和65公里的最大续航,对一些人确实不够用。

于是很多用户只能在使用需求、成本和安全之间来回权衡、勉强妥协。谁都知道多花钱能换来更多安全,但现实生活复杂又艰难,简单的答案大多行不通。

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要彻底解决一个问题,办法往往得到问题之外去找。在那之前,每个人至少能做到一件小事:电池充满后,别再让它“加班”。

回头看,那7秒钟的爆燃并不是凭空发生的。负极上越长越密的锂晶体,隔膜上一点点积累的损伤,都和一次次满了还不拔的充电有关。

车充满了,人也该把插头拔下来。少一晚这样的“加班”,电池就能多用一段时间,家里也少一分危险。