就在过去的几个月里，“电驴起火”正以三四天一次的频率上新闻。

全国每年约发生2000多起电动车火灾，其中锂离子电池故障是电动车起火的主要原因 。

估计这样的新闻大家都听烂了。

但你知道“电驴起火”背后的原理吗？

只有真正弄懂锂离子电池，我们才能对它的危险性有个准确认知，最大限度地让悲剧不再重演。

人类真正懂得使用电，只是最近300年的事。

1780年，平淡无奇的一天，意大利解剖学家伽伐尼 (Luigi Galvani) 正忙着解剖青蛙，手中的两个金属器械无意间同时碰到了青蛙的大腿，只见电火花闪烁，蛙腿猛地抽搐了一下。

伽伐尼吓了一跳，反复又做了几次实验，冷静下来后，他认为青蛙体内本身存在着电流，并给这股神奇力量取了个名字，“动物电”。

他把自己的大发现分享给他的物理学家朋友，伏特（Alessandro Volta）。对，那个电压单位，就是以这家伙命名的。

伏特听了伽伐尼的描述，摇了摇头，他认为产生电流的是金属器械，青蛙最多只是个导体。意思就是，青蛙约等于土豆电池中的土豆。

为了证明自己的观点，伏特将锌片、银片、和泡过盐水的纸板叠在一起，然后，缓缓伸出舌头去舔了舔金属片。

舌尖那刺痛的感觉让他兴奋不已。事实证明了，只要导体合适，金属片之间就能产生电流。

1800年，伏特用锌和银成功制成了世界上第一个电池——“伏特电堆”。

自此，如何选择最合适的金属元素，将最多的电能，浓缩在这方寸之间，就成了科学界最重要的研究方向之一。

翻开元素周期表，理论上来说，当然是质量越小，越活泼的元素最适合做成能量载体。

也就是说，周期表越上方、越左边的元素最适合。

氢，不错。自然界最好的能量载体，人家的液态都拿去做火箭发动机燃料了。

但如果是用来驱动地面上的东西……还是算了，用不起。

那就看看氢下面的锂吧，在已知的金属里，它密度低（0.534g/cm-3），容量大（理论可达 3860m Ah g-1）并且电势低（ -3.04V 相对于标准氢电极），能快速产生巨大的电流。

而且，锂的储量还算……不少，目前已知的锂储量够全世界人民用至少50年。

这是基于地球当前的所有元素中，我们能够找到的相对优解。

但有个问题，锂金属本身过于活泼，遇水会发生剧烈反应，对操作环境要求很高。因此，很长一段时间人们对锂都束手无策。

但科学家们并没有放弃。既然单质锂不好用，那就去掉一个电子，用它的离子形态。

1991年，索尼推出了第一个商业化的锂离子电池。

随后，磷酸铁锂、三元锂等一系列锂离子电池在市场上铺开。

电脑、手机变得越来越轻薄，新能源汽车满地跑。

前两年，诺贝尔化学奖也颁发给为锂离子电池发明作出贡献的三位科学家，实属当之无愧。

但就当我们沉浸在“轻薄”的快感中时，锂离子电池自燃，给我们来了个当头一棒。

仔细一看报道，2019年电动汽车起火事件中，有这么多起都是三元锂电池自燃导致的。

三元锂简直是锂电池中的“双弹瓦斯”。

为什么三元锂这么爱起火？想搞清楚这件事，我们需要先复习一下正负极电池。

就拿土豆电池举例，两个金属极接触到土豆内部的酸液时，会发生氧化还原反应。

活泼一点的锌失去电子，电子沿着导线传到没那么活泼的铜片上，滋溜一下形成了电流。

三元锂电池也差不多。

电池放电时，电子和锂离子从石油焦炭和石墨做成的负极中脱离，转移到镍ni盐、钴co盐、锰mn盐聚合物制成的正极中。充电时则相反。

这个正极，就是三元锂。

在实现量产的锂离子电池中，它的能量密度、充电速度都无人能敌。

但问题，也出在它身上。

还记得燃烧三要素吗？

可燃物，温度，氧气。

这三要素，在三元锂电池里可以说是一应俱全！

这就离谱，一个完全封闭的电池，竟然能自己释放氧气。

和其他的锂离子电池相比，三元锂的分子结构多为不稳定的层状氧化物，对氧的束缚力差。

只要到达一定温度或者电池短路，不需要借助大气，三元锂自己释放氧气。

接着，就会在几秒钟内产生链式反应。

要知道，电池内部的电解液主要由有机溶剂构成，其易燃程度不亚于汽油。 除了电解液，周围部件也都极易燃。

一旦有了氧气和高温，燃烧速度极快，如果是在狭小的室内，短短十几秒，一个房间就能被烧得面目全非。

为了提高安全性，三元锂电池一般都会配备全面的防护措施（冷却模块、电池管理系统），但还是无法彻底改变锂离子电池爱自燃的问题。

这可能就是能源大佬口中的，为了提升效率，有时必须得牺牲一些安全性吧。

而事情到了电驴这里，变得更加严峻了，一些不法商家利用制度上的漏洞，售卖安全设备不齐全的劣质二手电池、超出规定的高功率电池，不适配的充电器，或者是擅自将铅酸电池改成三元锂电池，结果就是这样、这样、或这样……

这让本就不完美的三元锂电池更是雪上加霜。

其实，三元锂电池被用在电驴上，也就是这几年的事儿，之前都是铅酸电池主导市场。

为啥要换呢？三元锂猛啊。

不仅轻，续航能力还强。 同样的重量，三元锂的储能量要高出铅酸电池3倍左右。

对于电动车的主要使用群体外卖小哥来说，续航就是收入，不用换电池就意味着多接单。

但电池能量上来了，法规却没有及时赶上。

工信部发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中有明确规定：电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸。但在《电动自行车安全技术规范》中，并没有这样的规定。

黑心商家为了降低成本，在安全性上的投入显然就会下降。

但电动自行车又不像汽车，它所追求的就是低成本和快速换代，这才导致了惨剧连连。

锂离子电池，尤其是三元锂，带来高效能的同时，也带来了安全性问题。

可是，有锂走遍天下，无锂寸步难行，这已经是不争的事实了。

这样的情况下，可能有几件事最值得做：

一是，电驴和电动汽车，能不用三元锂就不用三元锂。

二是，电驴真的真的真的不要上楼。

三是，如果锂离子电池真的起火了，用水浇灭。不同于一般火灾，锂离子电池起火是从内向外的，水可以渗透内部并迅速冷却，让电池回到稳定状态，避免电池复燃。

最后，我们还是期待革命性的电池技术尽快出现，在更高效的同时也能做到更安全。

参考资料：

【1】“电池200年发展简史：发明灵感源自青蛙腿”，新京报，2009-05-24

【2】“世界上第一个电池是如何发明的？”，中科院物理所，2017-12-14

【3】Henriksen M, Vaagsaether K, Lundberg J, Forseth S, Bjerketvedt D，“Why do Lithium Ion                Batteries Catch Fire or Explode?”，Journal of Hazardous Materials，2019-02

【4】程浩楠，“广西一电动车锂电池爆炸致6死！如何防“锂爆”，专家来支招”，环球网，2020-11-04

【5】“电动自行车安不安全 归根结底是电池安不安全 热点问题解答”，腾讯新闻，2021-07-21