以后开车的3种非自然s..法

cesifu • 2019年5月6日 pm9:00 • 资讯

相信在特斯拉着火之后，大家对能源安全（不是国家层面那种）方面会有所关注。今天，教授就要说说目前主流的锂电池和汽油以及一个未来有望普及的氢燃料，它们三者安全性到底如何？如果将来还是没办法逃脱自燃的概率，那我们还是先了解下什么原因会造成自燃，至少能知道是怎么s..的吧(呸..)

汽油

有关汽油安全性的问题相信目前已经很少人会去关注它，这是因为经过一百多年的发展，有关汽油安全的问题基本已经解决。

汽油属于易燃物，它的爆炸范围不算宽，爆炸范围是2.1%-9.5%，当汽油在空气中的浓度低于2.1%的时候，就会因为氧气浓度不足无法引爆，只能燃烧。当汽油在空气中的浓度高于9.1%的时候，就会因为氧气浓度太大而无法引爆。

控制汽油失控造成损失的关键在于防止明火，防止爆炸。

目前的油箱大多为树脂材质，只要温度到达100度，树脂就会溶化，汽油自己排出。如果遇到火灾，油箱会将汽油迅速排出，避免汽油混合气的浓度进入爆炸范围内。另外，在遇到碰撞变形的时候，树脂不会产生火花引爆油箱。

这就是目前有关汽油安全的设计。目前汽油是一种非常安全的燃料。不过，如果遇到严重车祸，发生油箱漏油，还是尽早撤离现场为好。

电池

电池的最大敌人是短路。当电流通过电阻的时候，就会消耗电能产生热量。短路的时候电流会突然增大，就会产生大量的热量，把电池点着，再把车子点着。

所以电动车车主喜欢拉横幅而不是坐在车头盖上维权。

电池是如何短路的呢？首先说说锂离子电池内部的结构。电池由正极材料/负极材料以及隔膜、电解质组成。锂离子电池放电时，锂离子通过隔膜会从负极跑向正极，充电时则相反。通过这种化学反应实现多次充放电。隔膜防止短路的重要结构。

而当电池多次充放后，液态锂会产生枝晶，当枝晶沉积在电池内部，参与充放电反应的液态锂就会减少。换句话说，就是电池容量减少。

有研究表明，当电流密度较低的时候，枝晶的产生会偏向填充薄膜与负极之间的空间，而电流密度较高的时候，枝晶的产生变得更加猛烈，更容易刺穿薄膜。换句话说，如果你的电动车有快充，还有一个大马力的电机。它更喜欢自燃哦。

目前防止电池自燃的手段主要集中在薄膜和电解质方面。一块功能齐全的薄膜应该由PE聚乙烯和PP聚丙烯组成，当温度上升到130度时，聚乙烯会熔断阻隔锂离子通过，让电池无法继续发热。但如果上升到140度，聚乙烯就会破裂，引发短路。而聚丙烯的熔断和破裂温度更高，达到160度。先进的薄膜采用双层聚丙烯夹着一层聚乙烯的结构，即便聚乙烯发生破裂，也可以阻断电流。

目前，国家新能源补贴更加偏向大容量密度的电池。但是正极材料的能量密度是有物理极限的，业内只能不断削薄隔膜的厚度，以获得更多补贴。目前的薄膜厚度已经从30-40μm削减到了12μm（12*3=36），是制造工艺上升了还是将三层隔膜改一层了？只有电池供应商自己心知肚明了。

氢气

氢燃料电池将氢气和氧气分别通向正极和负极，发生化学反应然后产生电能和水，也就是电解水的逆反应。

氢气是比汽油更加易燃易爆，它的爆炸范围是4.1%到74.1%，比汽油高了不止一星半点。燃点为400摄氏度。

氢气的物理性质决定了氢气储存的安全标准要十分之高。

由于目前氢燃料电池车并不多，所以有关氢气安全的设计只能参考丰田的Mirai来说说。

丰田Mirai的储气罐拥有四层结构、内胆采用高分子聚合物材料，与氢气不反应。中间层采用热塑碳纤维增强塑料、外层使用玻璃纤维+聚合物材料为保护层。按照官方说法，丰田Mirai的储气罐可以抵挡枪械射击。

如果遇到明火，丰田Mirai的泄压阀会受热溶化排出氢气，由于氢气罐内部处于高压状态和，所以氢气会快速排出，防止爆炸。

氢气有另一个好处，就是排出后会迅速跑到上方，如果在开阔环境下漏气，根本不用逃生。

所以，氢气在合适的储存和安全设计下，也是一种安全的能源。只不过，目前氢气还在起步阶段，无法像燃油车那样成熟。

总结

三种能源形式其实都各有自己的安全设计思路和安全设计标准，三种形式其实不分高下。唯一的区别是使用这三种能源形式的人心中到底把安全放置在利润之上还是之下。

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