锂离子电池起火与爆炸

最近，几件锂离子电池相关的安全事故备受关注，也引起了社会各界对电池安全问题的深入思考。

上海理想MEGA电动汽车起火事件（2025年10月23日）

10月23日晚，上海一辆理想MEGA在正常驾驶时，车底突然出现火苗，并在10秒内火势迅速蔓延至整车。两名驾乘人员及时逃生，没有造成人员伤亡。车辆最终被烧成空架。

国航航班锂电池自燃事件（2025年10月18日）

中国国际航空公司CA139航班（由杭州飞往首尔）在飞行途中，置于行李架上的手提行李内发生锂电池自燃，现场出现喷出火舌并伴随浓烟的情况，机组人员立即按照程序处置并决定紧急备降上海浦东机场。

成都小米SU7碰撞起火事件（2025年10月13日）

一辆小米SU7电动汽车在发生碰撞、撞上绿化带后起火燃烧，据报道在紧急情况下车门未能有效打开，这一状况可能阻碍了乘员及时逃生，并最终导致了驾驶员不幸身亡。

从这些事件可知，锂离子电池的安全是最重要的指标。这些案例揭示了电池安全问题的多个维度：既包括电池本身的热失控风险，也涉及整车的安全设计；既存在于日常使用场景，也出现在极端条件下。

锂离子电池着火与爆炸机理

当锂离子电池存在各种滥用时，锂离子电池的温度会上升。图1是锂离子电池热失控中各种反应的反应温度范围和放热量[1]。

图1. 锂离子电池热失控中各种反应的反应温度范围和放热量[1]

随着温度的上升，锂离子电池中的副反应状况为：

（1）0℃～45℃，副反应很少

锂离子电池的通常使用温度在0℃～45℃，在这个温度范围内，锂离子电池副反应很少。

（2）45℃～60℃，小电流下副反应也很少

在45℃～60℃温度范围内，在小电流充放电情况下，锂离子电池副反应也很少。当电池温度达到45℃以上，电池内部就可能存在异常，如有异常，应及时断电和处理。

（3）60℃～100℃，高温容量衰减

随着电池温度上升，当温度高于60℃，电池中副反应增加，导致电池容量衰减。

（4）80℃～120℃，固体电解质膜（SEI）分解

一般认为SEI膜分解温度在80℃～120℃之间。当电池温度达到80℃，SEI膜开始分解反应，当电池温度达到90℃， SEI膜分解反应变得明显。

（5）130℃～250℃，负极与电解液反应

负极表面失去SEI膜后，负极与电解液中的碳酸酯类溶剂发生副反应，生成碳酸锂、乙烯、乙烷和丙烷等，放出大量的热，锂离子电池的温度继续上升。

（6）120℃～270℃，隔膜关闭、收缩和分解，正负极短路

当温度达到130℃时，PE隔膜开始熔化和热收缩，形成闭孔效应。当温度达到170℃时，PP隔膜开始熔化和热收缩，隔膜开始解体。当隔膜解体后，正极和负极会连接在一起，发生短路，放出大量热，电池温度进一步升高。

（7）150℃～450℃，安全阀打开和气体喷出

高温下，电池中会发生很多反应：电解质和溶剂分解反应、负极与粘接剂反应、正极与电解液反应、正极材料分解反应等，产生一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、乙烯、乙烷、氢气和氧气等多种气体，电池内部压力不断增大。当电池内部压力大于安全阀开启压力，安全阀被打开，高温高压气体喷出。

（8）350℃～650℃，喷出气体的着火和爆炸等过程

喷出的气体中含有大量可燃气体，当遇到空气，温度达到燃点或有引火源时，满足燃烧的条件，就会着火并放出大量的热量，温度可高达900℃。如果可燃气体与空气在密闭空间内充分均匀混合，满足燃烧条件，就会发生爆炸。燃烧结束后，残余物会冷却至环境温度。

锂离子电池着火与爆炸的诱因

锂离子电池着火与爆炸的诱因通常被分为以下三类：机械滥用、电滥用和热滥用[1]。

（1）机械滥用

由于碰撞、挤压或针刺等导致电池机械变形甚至隔膜部分破裂引发内短路。

（2）电滥用

外短路、过充、过放、大电流充电或低温充电等导致电池发生短路。

（3）热滥用

加热、暴晒等导致电池温度过高，导致SEI膜和隔膜等发生破坏，正负极短路。

这3类诱因的共同问题是内短路。实际上导致锂离子电池着火与爆炸的诱因还有：化学和材料滥用、设计和工艺滥用、制造和环境滥用等（如图2所示）。

图2 锂离子电池着火与爆炸的诱因[1]

锂离子电池的安全性能是其最重要的技术指标，从热失控机理来看，电池内部从SEI膜分解、隔膜熔毁到电解液燃烧的链式反应一旦触发，就会在极短时间内释放巨大能量，最终导致起火甚至爆炸。这一过程可能由机械碰撞、电滥用或热冲击等单一或多重因素引发，而其本质往往源于电池内部短路。当前行业在提升电池安全性方面仍面临严峻挑战，不仅需要从材料体系（如开发更稳定的电解质和更高熔点的隔膜）、结构设计（如加强碰撞防护和热管理）层面进行研究，还需要在生产工艺、质量控制和系统监控等全链条建立更严格的安全标准。锂离子电池安全还有很多工作要做啊。

参考文献：

[1]冯旭宁. 车用锂离子动力电池热失控诱发与扩展机理、建模与防控[博士学位论文].清华大学，2016.

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