电动汽车起火——新能源汽车热潮背后的风险

新威研选
2025.11.01 11:46:07

引言

 

19世纪末,电动汽车率先面世并一度盛行。然而,20世纪因内燃机技术突破及石油普及而陷入长达数十年的沉寂。直至21世纪初,在能源危机与环保共识驱动下,以锂离子电池技术成熟为核心契机,产业迎来复兴。特斯拉等厂商推动电动车智能化、高端化,各国政策扶持加速普及,全球汽车工业正迈向电动化新纪元。在中国,电动汽车近十年发展实现了跨越式增长。年产量从2012年的约1.3万辆,到2018年突破百万辆,再到2024年超过1200万辆(1288.8万),中国成为全球首个新能源汽车年产量突破千万辆的国家。这得益于政策扶持、技术突破(如电池能量密度提升、快充普及)和产业链完善。新能源汽车市场占有率从不到1%增至近40%,连续多月超越传统燃油车,标志着中国已从汽车大国迈向汽车强国。然而,在电动车产量巨幅增长下,隐藏着诸多安全问题:电动车着火问题。

 

本文将会介绍几例电动汽车着火的案例,包括电动汽车着火原因。详细分析电动汽车电池着火的可能原因,以及未来电动汽车电池针对起火问题的改进措施。

 


电动汽车起火案例

 

Pictures of fires in various car brands.jpg

 

图1 各汽车品牌起火图片

 

理想汽车:2025年10月23日,中国上海,正常行驶的理想MEGA底盘冒出火花后,车辆迅速被火焰覆盖。

 

小米汽车:2025年10月13日,中国四川成都,超速的小米su7失控撞向绿化带导致车辆起火。

 

蔚来汽车:2025年10月13日,中国云南大理,未发生碰撞的蔚来ET7发出异响后乘员舱起火。

 

阿维塔汽车:2025年10月5日,中国福建宁德,停放的阿维塔06从副驾位置突发火灾。

 

小鹏汽车:2025年1月7日,中国山东济南,地下车库停放的小鹏G3(已停产)前机舱起火造成火灾。

 

比亚迪汽车:2025年9月14日,中国北京,行驶至机场附件的海豹06空调口先发出烧焦味和冒出烟雾后发生起火。

 

问界汽车:2024年8月27日,中国江西赣州,停车充电的问界M5前排意外起火。

 

根据以上电动汽车案例中,起火的现象,可以对起火原因有初步的推测。其中,小米汽车,理想汽车,起火后的燃烧情况剧烈,火焰几乎无法扑灭,燃烧结束整车只剩车架。一般来说锂离子电池发生起火后,火焰产生快,难以扑灭,所以可以初步判断这两品牌汽车发生了电池燃烧。其余品牌汽车的起火位置为乘员舱,前机舱,比亚迪汽车起火前有异味源,很大概率是其他物品起火后导致汽车起火。在后续各官方报道的起火原因也基本与推测相吻合,小米汽车撞击绿化带导致电池发生故障后起火,理想MEGA目前官方未回应,但起火速度非常快(10s内),基本已经确定为电池包起火。

 

目前常规电动汽车使用的电池为锂离子电池,主要分为两大类:磷酸铁锂锂电池和三元锂电池。这两类电池起火的根本原因都是电池的热失控。当汽车发生碰撞后,冲击侵入电池仓,导致电池隔膜破裂或者外壳变形,此时电池正负极可能会直接接触。引起短路。短路会时电池内部温度急剧升高,过高的温度会导致电解液的分解产生可燃气体,石墨负极在高温下如果与空气接触还可能会发生爆炸。电池组中有成千上万的电池,而一旦有一个电池出现热失控的状况,可能会引发连锁反应,导致相邻的电芯也出现热失控。当热失控程度超过不可控阈值时,火势将迅速蔓延。在锂电池中,这种热失控是不可逆且扩散十分迅速,往往出现在汽车发生事故并产生严重变形后。然而,像上面所说的理想MEGA在正常行驶时发生的电池起火是更加危险的一种,火势一般在乘员无意识中便蔓延整车,此时基本没有逃生时间。这种情况是所有厂商在电池出厂前必须确保不会发生的。然而,理想MEGA电池起火的事件让我们意识到,电动汽车使用的动力电池的安全检测标准还远远达不到真正的安全。

 


如何提升电动汽车电池的安全性

 

由于电池起火的主要原因为各种情况下发生的短路或电解液泄露,本质上是电池的物理结构平衡被打破,如集流体被外力挤破或者内部锂枝晶刺破隔膜,或者外壳因碰撞发生破裂从而引起电解液泄露,因此主要的改进方式有三种:

 

改进铝箔:复合铝箔(铝箔表面涂覆高温聚合物PI、PET或氧化铝等陶瓷材料)核心是通过叠加和表面改性来提升性能,表面更为平整,毛刺更少,能降低锂枝晶的生长。如果采用多孔陶瓷,还能改善电解液的分布,避免因局部电流密度过高引起枝晶生长。经电池厂商测试表明,改善后的电池1C倍率下循环500次,锂枝晶的长度减少约40%。复合的PI铝箔相较于纯铝箔的韧性更高,在电池受外力冲击刺穿时能够缓解外力,有效防止因集流体破裂引起电池的内部短路。车企数据表明,采用复合铝箔的电池在针刺后,电压下降延缓2-3s,热失控温度降低幅度超50℃。而且陶瓷的熔点更高(超过400℃),热膨胀系数更低,带有陶瓷涂层的复合铝箔可以在高温下延缓热扩散和热膨胀。陶瓷也具有抗电解液腐蚀的作用,而铜箔与电解液反应会产生气体导致电池膨胀,因此使用陶瓷涂层也能减少电池膨胀。目前宁德时代的麒麟电池和比亚迪的刀片电池已经采用复合铝箔并量产,为能保证涂层的均一性,需要采用溅射式镀膜这种半导体工艺,工艺成本至少提高30%。

 

改进电解液:未防止电解液泄露燃烧,目前有两种主流改进方式,一种是发展固态电解质,另一种则是发展磷酸酯类不可燃电解液。固态电解质是一种以固态形式存在的离子导体,不可燃,无腐蚀,无挥发的特点,降低了电池发生热失控的风险,具有更高的稳定性。固态电解质能够承受更高的充电电压,可以使用更薄的电解质层,使电池在相同体积下能够存储更多的能量,节约出来的体积也可以让厂商进行更加安全的模组设计。磷酸酯作为不可燃电解液的溶剂这一研究方向已在多个国家开始进行(美,日,韩,中),目前已进入产业化初期阶段。这类电解液不可燃且耐高压,成本较传统碳酸脂类电解液高50%-100%,但远低于固态电解质,且可使用现有的电池生产工装。

 

改进阻隔层:在电池之间布置气凝胶热失控阻隔层,可以利用材料的超低导热率才阻断热传递的路径。相较传统隔热材料的云母片(导热系数0.2-0.6W/m·K),气凝胶的导热系数为0.012-0.024W/m·K,气凝胶热传导的时间比云母片的热传导的时间长三倍以上。而且气凝胶仅需大于0.5mm的厚度即可实现高效隔热。实验表明,在电芯间使用气凝胶,热失控后,相邻电芯的温度仅升高60℃。

 


总结

 

电动汽车已经越来越常见,众多案例告诉我们不能忽视电动汽车电池起火甚至爆炸的风险,因此我们需要更加注重电池对于安全方面的改进。固态电解质,磷酸酯类不可燃电解液,陶瓷涂层复合铝箔,气凝胶热失控阻隔层这些改进方法需要研究人员的持续研究。尽管改进需要付出一定成本,但和安全相比这部分的支出是非常必要的。


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