锂电池安全吗？电动汽车为什么会自燃？李永乐老师教你安全使用电池
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- เผยแพร่เมื่อ 30 มิ.ย. 2019
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最近有个小朋友跟我说：
他摇中了一个电动车的号 想买一辆电动车，
但是他又听说那电动车会自燃 他就非常担心。
他问我这个锂电池为什么会自燃呢？
电动汽车安全吗？
今天我们就来研究一下这个问题。
详见视频……
李老师，我是搞锂电化学研究的，平时看过很多你的视频。这一期里有一个科学概念上的错误，即索尼于1991年商业化，现在普遍使用的电池叫“锂离子电池”，不是“锂电池”。换句话说，整个电池里没有“锂原子”这个东西，负极没有，正极更不可能有。在正负极里存在的只有不同插入态的锂离子。最后，谢谢你做了这么多优秀的视频。
感谢老师无私的奉献，用浅白易懂的方式让一般民众也能了解科学科技，感恩感恩。
来之海外的华侨为老师献上深深的祝福。
我从小玩电子，现在已入新能源车了，去年给山地自行车改装了电动车，自己组装的48V56Ah磷酸铁锂，配的春木牌15A铁锂保护板（自己扩流到了50A以适应快速充电，电池56Ah，50A充只是1C倍率充电很安全），淘了一个二手基站开关电源（台达4856AC）改成功了0-120V/0-25A（0-60V/0-50A）充电器（APP搜索附近特来电充电站，完全无电时快充时仅1小时，小饭店吃饭顺便充电），张家港骑到南京玩来回415公里，环太湖380公里，张家港骑杭州来回500公里。充一次电续航170公里。。。。另外你说18650是5号电池尺寸是错误的，18650指直径18、长度65。而5号是15直径、50长度。
56a的铁锂好像很大，我的电瓶车是20a的，伶出来都好重啊
作为动力电池行业从业人员，感谢李老师让更多人了解动力电池！
是的，但我必须要指出错误。
锂离子在电极之间的作用是镶嵌，充放电过程锂离子不参与氧化还原反应。
喜歡看永樂老師講解~非常好懂
非常非常好的节目，让人们更多地了解科学的知识，感恩。
每次看永乐老师的视频都长知识！ 谢谢！
深入浅出，一听就懂:) 非常感激您分享！
提点小建议哈，正极材料Li不是以Li原子形式存在的，在磷酸铁锂中就是Li离子。然后三元材料里面，钴元素提供功率性能和稳定性，Mn和Al除了能够降低成本，也是提升稳定性很重要的元素。
补充一下： 除了李老师讲的安全性比较好之外， 磷酸铁锂电池还有一个重要优点：内阻低！ 几乎所有的动力电池（需要快速放电）都是磷酸铁锂电池，比如无人机电池。磷酸铁锂电的放电曲线显示在快速放电的时候，比三元锂电内损要小得多。
另外 磷酸铁锂的充电截止电压是 3.6V ， 三元锂电聚合物锂电是 4.2V 。 一定不要用错充电器。
现在的高压锂聚合物电池截至电压已经是4.35v了
如果用错了的话 会怎么样 。我有个电灯电池就是用错充电器 导致不能开启。如何解救吗
@@hihi-oi1wq 用错了会造成过冲，电池会报废。。。 反过来用错了会充不饱。
有一个说法错误，应该是几乎所有的动力电池都三元锂电池，特别是无人机绝对不会用磷酸铁锂电池，因为磷酸铁锂电池能量密度低。我的电动自行车是用的磷酸铁锂电池，这在电动自行车市场上不多见。
还有能量密度（虽然都挺低的）
李老师，下星期讲垃圾分类吧，主要是后面的处理方法。
嗯
@@TchLiyongle 讲讲气候变化吧
你就是传说中的“小朋友”，鉴定完毕
發現野生小朋友
皮卡丘，我选择你！上吧，宝贝球 ！
聽的好過癮啊！謝謝老師
李老师早日康复，照顾好身体！
18650鋰電池的製程中將正極材料塗佈在鋁板上，負極材料塗佈在銅箔上，進入下一個製程就是分條，也就是把正負極板切成條狀。這個時候有一個關鍵製程就是毛邊的檢查。影片中李先生提到的正負極板中間需要一層隔膜，而當分條後毛邊過長就有會機率刺穿隔膜，讓電池短路。在鋁箔包鋰電池的製程也是相同的，多數從業人員覺得這項檢查是浪費時間甚至只用肉眼觀察。另外隔膜也有安全上的機制，選用合適的隔膜也非常重要。
為什麼鋁箔包的用久了常有鼓包情況而18650鋰電池就沒有
@@fuyin931 材料不同、配方不同、製程不同、條件參數不同、環境參數不同....多數18650採用自動化設備生產，品質穩定。而鋁箔包通常都是半自動甚至人工生產。
这期好，电动车这么火，大家都想买一个趁手的电动车通勤用。李老师说的知识点靠得住，推荐也绝对良心，别克也是好车。通用在汽车行业一直是低调的存在，早期就有造商用电动车，可以说是特斯拉之前的先驱了。喜见别克也有新的电动车。
非常好👍🏼的科普。
万分感谢李老师
知识定了一切，Thanks for your video
支持硬核广告，又涨知识又实用！
实用！涨姿势！谢谢李老师
浅显易懂的电池科普，谢谢李老师
李老师是真正的科学知识传播者
李老师 讲解恨详细。顶
终于懂了，目前来看，作为生活在比较寒冷地域的人是不适合买电动汽车的。感谢永乐大帝！
看李老师的视频讲解是一种享受
我认同👍
这真的是我见过的最自然的恰饭方式
李老師板書簡單明瞭
李老師你真是博学多才！
虽然这集其实是别克的软广告，但听了这么多李老师的课，都没有付过钱，让厂商帮忙埋埋单也挺不错的😄
关键是有可能带歪小朋友们。
你别克给多少，我特斯拉给双倍。
李老師 您好 您分析非常透徹 我想問 如果用汽車的鉛酸電池充手機或別種電池 會不會影響手機或充電寶? 謝謝您
李老师的视频一如既往地干货多啊
正极材料普遍是钴酸锂类层状材料，充电时锂离子脱出，钴等过渡金属离子失去电子升价，而不是锂原子变成锂离子。
没看懂
感谢进一步讲解
老師最後還是用跛的走開 祝早日康復
Wdnmd真就跛了！😅
老師怎麽了呀
@@cristianomoscong3922 靜脈曲張開刀，上一集有講
@@Arthurj870 站太久了嗎？
这个小朋友也够土豪的 小朋友也开始买车了：p
我小时候也是有车一族还不是一辆是四驱车
你身材好棒
你关注错了重点，重点是这小朋友摇到了号！
上次小朋友还买房买股票呢
哈，我講講我第一次買車的經驗吧! 四十年前我在香港，搞 工C 生産，剛剛同事有一輛破車不要，他一千塊港幣買回來，還不怎樣駕駛過就五百塊錢賣給我，我把它從新油漆好了，天天駕著他從香港上水到大埔工業村上班，又借給別人駕來學車，又載外母到水塘玩，那時我住大埔的村屋，通常回家泊在樹下空地上，三个月的一天晚上一時，有警察拍門叫醒我，說你快去看看你的車，我下樓一看，有一棵老橡樹的横枝給虫註了，掉下來把三輛車壓得不似車形，包括我那輛，没法，早上起來就把車後揚声器拆下來，叫收車佬來把車拖走做癈鐵，哈，還賣了三百塊! 從此在香港就再没有車！
老師能不能講解熱電效應? 小朋友聽不懂我的解釋。
谢谢老师
永樂大典又添一章。
又到了数❤❤❤的时间了，现在才只有三个❤，有一个是李老师每次都给的那个小朋友。
感谢分享
感谢李永乐老师，如果以前学习科学的时候是李永乐老师来讲，我估计我的下限是清华北大。希望李老师可以做一期关于飞机安全的视频，自己坐飞机的时候又紧张又兴奋，人类在科学中总是秉持着探索发现实践死亡优化的流程，可能这就是科学的魅力吧。
謝謝李老師，我知道應該買那個車了
建议老师讲一下锂离子电池由于存在液态电解液成分，在高空（低压）状态下容易气化产生膨胀爆炸的原理，顺带讲一下固态锂电池与存在电解液的锂离子电池的区别。
李老師，你真的很牛
接點鬆動時, 大電流會產生高熱, 如果是300A以上, 接點那麼多, 只要其中一個接點接觸不良就會產生高熱。鋰鐵比較安全是因為穿刺不起火、不爆炸, 過充也是不爆炸、不起火。
用氧化与还原，比嵌入和脱插是否较好 ?
哈哈哈！老师有你这样一批知识分子，国家的强大有希望！
讲解得很清楚，外行人也能略知二三，赞！
别克不光赞助了乐队的夏天， 连李老师都充值了， 厉害，哈哈。
其实有个发现， 自然的特斯拉大多数都是停着烧的， 开着开着烧起来的貌似还没听过， 估计呢是开着的时候电池管理程序是激活状态， 所以能主动的调解，停车库的时候估计是电池管理程序休眠了， 对某些异常就管理不到了吧
原因是车在停车库的概率,
比车开着的概率大得多.
電池自燃絕大多數,
是電池工藝有缺陷,
而且逃過QC檢測.
停车的时候也是激活的，因为有温度调节系统在。也就是你停车后，为了保证电池不处于低温或高温状态而运行的系统。
@@fisher8321 这个当然知道，但是都是在停着的时候烧了， 必然可以合理的怀疑停车状态下的电池保护机制没有正常工作撒
感謝解說....對鋰電就清楚多了
这期非常具体啊
李老师讲的通俗易懂
我们一般在选择电芯品牌的时候会做不同倍率的充放电循环，0.5C、1C、2C充电、放电，验证电芯的使用寿命，目前的话我们做过MH1、Bak、ZK、ZL等电芯实验，较为稳定的是ZK和ZL两款，考虑到性价比，我们选择了MH1；关于电池产品安全性的话，可参照UN38.3的各个测试项目，其中比较受关注的是针刺电芯防延烧实验，我们是用3mm钢针以不同速度，深度从电芯负极端，避开底部内侧镍带、焊接点针刺，造成内部短路，最终验证单颗电芯的喷射情况，是否延烧至周围电芯；一般我们采用防火筒隔开电芯距离，设计流道进行可燃气体（电芯内部短路后产生气体中70%为乙烯）、热量引导排出，实现防止延烧；一般的灌胶工艺是有时效性的，胶的主要成分是石英，随着时间流逝，会逐渐沙化，失去隔热效果；除了外力破坏电芯造成燃烧，还有就是电芯过热，导致内部隔离膜收缩，造成内部短路燃烧；所以，为了监控每颗电芯温度，需要NTC（热敏电阻）这种器件的存在，经过热仿真、实际验证相结合，确定NTC的放置数量及放置位置；我们一般还会在电芯连接结构上增加保险丝设计，保证短路时能够及时断开问题电芯连接；电芯在不断的充放电过程中，内部会场生锂枝晶，也会搓破隔离膜造成短路，那我们为了解决这个问题，研发了脉冲充电技术；综上所述，我们只能不断地去支持电源产品的安全性，并不能完全保证安全；所以，消费者还是要按照规范的流程去使用电池产品，避免威胁自身安全及他人安全
謝謝
李老师你好。视频当中好像有一个地方有误：中间的膜是离子交换膜，不是用来防止电子通过的。
李老师讲的有几个小问题，补充下：
一、“自燃” 不等于 “爆炸”。 或者说燃烧也不等于爆炸，爆炸从定义上讲就是源于气体的极快速膨胀，一般依赖于大量热量和密闭空间两个条件。开放空间要发射爆炸则需要极大的瞬间热量。电池起火后，要导致爆炸，一或依赖于极快速的燃烧放热，而这种化学条件即使在严重交通事故中都是不会具备的。二种情况则需要热量在小范围密闭空间积累，所以合理的电池安全管理，都会在内压升高到一定程度后触发压力阀，即开始漏气，从而“起火”，但不“爆炸”。其实被媒体炒作的电动车“爆炸”，实际去看视频的话都是不存在的，只有大的“火势”，或是小规模的如鞭炮程度的，能弹飞单节电池这种程度的“小爆炸”。对比一般人理解的爆炸，比如燃油车事故后的那种几十米外都能震得耳朵痛的那种“爆炸”，电车是从来没有过的。“电动车爆炸”，可以说是媒体不严谨宣称造成的一大普遍误区。所以希望在科普上能严谨下，不要进一步扩大这种误区。
2. 特别重要的关于电动车安全性的一点。电池的起火不是瞬间的，需要一定的热量积累。可以参看这个特斯拉电池的破坏视频av13442609（或直接到5:00看斧头对半劈开电池），特斯拉的电池（或几乎所有的锂电池）起火是非常不容易的，即使起火，也需要花上一定的时间。而不光特斯拉和别克，几乎所有合格的电动车，所有自己的电池管理系统，会在异常状态发生时，给出警报。所以车主和乘客总是有时间离开车辆，或是营救者总有数分钟宝贵时间。
又一个让很多人意外的事实，特斯拉发生过的事故中，没有一人是因为电池的起火而死亡，连烫伤的案例都极难找到。唯一的例外是2019年5月在美国弗洛里达的一起事故，车辆高速撞击树木后司机生死不明，营救者没能打开锁住的车门，无奈最后司机真的被烧了。是唯一起司机死因不确定，可能和起火相关的事故。
对比另一个事实，据美国的交通事故统计，三分之一的交通事故与事故后车辆起火相关（全部为燃油车相关），也就是说仅美国，每年就有超过一万人因为燃油车的起火丧生。所以从数据上说，电动车和燃油车在起火相关的安全性上，是天差地别。大众的观念却与之想法，可以说目前仍然是 负责任“科普” 面对不负责媒体“宣传” 的一场败仗。望以后能扭转。
電車起火車門很有可打不開而难以逃生，而油車不會.油車的設計是不會因撞壓或翻轉起火的.但電車會因此造成短路起火.這是的先天缺陷.如果美國每年有一萬人因燃油车爆炸或燃烧被烧死，那么中國和歐洲也會有這個数目吧？知道一萬人的概念是什么嗎？如果真的，這種事故在媒體會经常性报到的.
李老师 能不能说一下钴和镊和锂电池的关系呀 最近新能源汽车发展的很快 想更多的了解相关的产业链
18650顾名思义就是直径18mm，高65mm的电池。
高65mm的"圓型"电池，最後的0就是代表圓型
早期电子烟都用这种电池
0指的是圆柱形
李老师很喜欢你的视频，最近一直听朋友在说电动车辐射问题，请问能不能科普一下现在的电动汽车辐射在什么程度是不是真的对人有害
祝老师早日康复
受教了
谢谢李永乐老师
对电动车电池终于有了理解原来制造一个电池需要这么打造的材料
这也让我有了一个问题
电动车真的环保吗
考虑到制造电池过程中对材料能源的开采
以及废旧电池对土壤和水的影响
两种不同的金属接触都回产生微电流循环，因此在美国的建筑规定铜与主铁的水管相接时必须要加一个特殊的中介接头，否则，铜铁接触的位置不久就会腐蚀坏了，引起水管断裂造成水灾。
李老师，我是做这一行的。有一个问题无解，无论你外采取任何何手段都无济于事。如果电池在生产规程中不小心有异物掉入绝缘层。电池在充放电过程中会轻度的收缩和膨胀，时间一长如果异物刺穿绝缘层就会引起电池内部短路，一但出现这种情况，就会发生雪崩效应，外围保护电路就无能为力，把它从系统中切除也没用。一但开始燃烧就会波及旁边的电池。所以电池电芯本身的品质至关重要。
請問相同電壓充電器，可以用鉛酸充電器，來衝鋰電池嗎?感謝李老師
又来看李老师了
thanks
李永乐老师，嵌入（intercalation） 和 脱出（deintercalation）是对于层状（石墨负极或钴酸锂正极）或三位多孔离子通道（磷酸铁锂）而言的。新型下一代锂离子电池的硫正极，硅负极，锂金属负极，都不能用嵌入和脱出这两个词，而要用锂化（lithiation）和去锂化（delithiation）。另外呢，你说的低温的时候磷酸铁锂正极材料怎么怎么样的，其实是不对的，因为基本以前商用化手机锂离子电池都是LiCoO2。关于电池爆炸，应该讲讲钴酸锂为什么只能用到LiCoO2材料理论容量的50%。充电深度超过50%后，能带结构中，Co和O的共享电子层会被继续脱出的Li而带出，从而导致CoxOy析氧（甚至连带少量甲烷之类的可燃性气体）。氧气是什么？是助燃气体。锂离子电池里有有机电解液和石墨负极，这些都是可燃物。而电池里有电流热点，这是点火。有可燃物，有助燃气体，又有点火条件，当然着火爆炸啦！
李老师，能不能讲一下铝电池啊？非常感兴趣啊！
17:25 老師能否做一集 講解氣凝膠呢
最近看到一個影片 有人把氣凝膠塗在手上 然後用噴燈烤手
但是手完全沒有感覺 讓我對這個物質特別有興趣
这么巧我也看到这个视频，还订阅了那个频道
Veritasium這個頻道在做氣凝膠三部曲(?介紹影片 目前出了兩部
他做很多跟物理相關的影片
早期的手机电池不是磷酸铁锂（依次应为镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物电池），事实上，磷酸铁锂电池也从来没有应用于手机，它应用得比钴酸锂、三元锂电池要稍晚。
電池廠家兩百年來從沒做出單節高壓的，都是單節最多幾伏特。或是幾節串聯成十多伏特。就是因為安全問題，串並聯越多，引發問題機會越大。根本不適合電動車運行的所需高電壓，還有是像特斯拉那樣多的花巧電子設備，汽車的工作環境根本不適合現今的電子設備，工作溫度，震動… 為什麼特斯拉會發生不受控制自動加速，轉向，制動問題 ？都是跟電子自動按制失效有關的。電池引起爆炸著火還會放出有毒氣体。
虽然很喜欢看李永乐老师的视频，但是我觉得这次锂电池自燃并没有说到重点上。其实电池的安全问题就是很简单很基本的化学问题，活泼/流动性（或者说胶态）的氧化剂和还原剂共同放置在一个容器里面，中间仅有薄薄的一层塑料膜隔开。现阶段高密度锂电池能量密度大概是TNT的1/4，在自带氧化剂的化学物品里其实已经算挺可观了；外加轻金属燃烧的热值不算很高但是温度特别高，所以热失控以后基本没有阻挡火势的方法。一般认为在不牺牲能量密度的前提下提高安全性的方法有两种，一个是降低流动性，就是固态电池；另外一个是不自带氧化剂而用空气做氧化剂（空气80%氮气可以认为是钝化剂），也就是燃料空气电池。不过抛开这些化学/电子/汽车设计的问题，电动车总体的安全性其实跟普通燃油车差不多，有天生好的地方也有不如的地方。现在电动车安全性（比方说自燃）等问题其实是出状况的形式和处理方式跟以前燃油车的习惯完全不同，同时人们又对其认识不足。
李老师，請下星期讲 (老鼠會)的詳細內容吧
腿还没好就来讲课了，心疼李老师
用氣凝膠隔熱防火，結果由於保溫效果好，等於說是散熱效果差，本來不會超溫出事，卻反而出事。。。
老師，BMW530e是用什么样的电池？牠的安全性好吗？要怎样保养呢？
LFP 270度 Thermal Run-Away, 不是800度， NMC 是 210度。
关于别克气凝胶 有个疑问。
强度大 隔热好 固然不容易向周围传导。 但是也会让已经燃烧的模块急剧大量的能量。 这样不是更容易爆炸吗？
李老师，讲一下喷气式引擎的工作原理吧，科普一下。谢谢
李老师能否讲下什么是卡特兰数，及其应用
李老师很爱历史
我今年42， 愿做您永远的小学生！支持
yuedu618 我老丈人50几岁也在看李永乐。
Hwi Lee 我爸也是。
李老师啥都懂呢！厉害
謝謝老師，請問獵人要開始連載了嗎？
李老师，请问你也关注小喇叭吗
学习了
鋰離子會自燃是因為:
1)工作電壓 > 鋰離子還原電壓-3.05V
2)石墨層狀結構, 會在反覆充放電下鋰金屬沉積長晶，(過充電, 快速充電, 低溫充電)最終刺破隔離膜造成正負極短路。
鋰元素（非離子）接觸有水氣的空氣，就會激烈反應。（鈉，鉀又更大活性）
2Li + 2H2O -> 2LiOH + H2 (易燃）
李老师，现在的特斯拉就是三元锂电池，比亚迪汉用的磷酸铁锂，宣传叫刀片电池，您觉得从温控技术加持下磷酸铁锂在冬天会不会没电
李老师，你好，妈妈用很贵的价格买了台水机，可以制造富氢水。听很多人说喝富氢水对身体好，请问有依据吗？谢谢
無可否認李老師十分博學，知識深厚。但自己作為研究锂电池电極材料的博士並今年發表了三篇一區論文的第一作者，我知道有些地方李老師是說錯了。
是的，别的不说业内的一看能量密度数值的表就知道了解水平了
@@rax499 还请这里直接勘误，让大家受益，TIA.
麻煩勘誤一下❤
手機、筆電大多是用鋰鈷 LiCo 電池。電動公交車大多用磷酸鋰鐵 LiFePo4 電池。
支持永乐大帝！
最近的小朋友都很給力
老師 能不能講下光的自扭矩(self-torque)
這是2019年科學雜誌(Science)的封面照片的主題
李老师,什么时候能出一期关于打桩的冲击力的视频,关于质量和加速度什么的,看到很多人还是不懂,说冲击力多少吨什么的.
可以关于脱发的问题以及治疗还有先进的技术方向？
李老师，能不能讲一讲氢燃料电池，目前也是从新能源汽车应用场景开始的，能不能对比一下锂电池。
基本能确定李老师教的小朋友们，范围已经从幼儿园孩子涵盖到孩子他爸妈了。什么时候李老师也讲讲记忆枕，软床垫及硬床垫对人体支撑的受力分析，那么受众估计还能增加幼儿园孩子的爷爷奶奶！以后就可以三代同堂看李老师视频。。。上一个三代同堂合家欢的电视节目好像是来着 XD
李老师，我有个问题，电池能不能一直放点，当脱插和嵌入完成后把位置换一下，让嵌入完成锂原子的那一极去到脱插那一极然后继续放电
Cu 端 應該是 Zn++ + 2e- => Zn. 應該不會產生氫氣？？