目前,在全社会存量电动自行车用锂离子电池中,很多都存在使用时间长、使用环境及保养条件差、质量参差不齐等问题,甚至有的还经过了拼改装,具有较大安全隐患。根据国家消防救援局的统计,2022年及2023年全国分别接报电动自行车火灾1.8万起、2.1万起,分别同比上升23.4%、17.4%。老旧锂离子电池存在安全隐患的原因主要包括以下几个方面:
一是使用年限偏长。据估算,截至目前全社会配备锂离子电池的电动自行车保有量已超5000万辆,其中很多电池都使用了3年乃至更长时间。锂离子电池自身的电化学特性决定了在充电过程中,其负极表面很容易析出树枝状金属锂,形成“枝晶”。随着使用时间和充放电循环次数的增加,“枝晶”会逐渐增大,最终刺穿电池隔膜造成内部短路,导致电池内部温度迅速提高,引发起火甚至爆炸。为防止电动自行车用锂离子电池使用时间过长导致安全事故,新发布的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB 43854—2024)规定了电池应标注安全使用年限,超出安全使用年限的电池不建议继续使用,但新标准发布前生产的电动自行车用锂离子电池绝大多数未标注安全使用年限,“超期服役”现象十分普遍。
二是拼改装电池隐患大。目前消费者使用的电动自行车用锂离子电池中,除正规厂家生产的合格产品外,一些拼改装的锂离子电池也占有一定比重。这些电池多是由无质量保障条件的小作坊使用梯次利用乃至报废淘汰的电芯自行组装生产的,虽然价格便宜,但电芯之间一致性较差,基本未经过严格的针刺、过充电、过放电、热滥用等测试验证,电池管理系统(BMS)也较为简陋甚至缺失,难以在电池出现过充电、过放电、短路、温度异常等情况时加以有效保护,非常容易引发恶性火灾事故,存在的风险隐患不可小觑。
三是使用环境及保养条件较差。锂离子电池由于能量密度高、电极材料及电解液较为活泼等因素,需要尽量保持较为稳定的使用环境,一旦发生碰撞、挤压、受潮等情况,都有可能导致安全事故。但电动自行车用锂离子电池在实际使用中,很难始终保持理想的条件,在行驶和停放过程中电池受振动、磕碰、淋雨进水乃至摔落等情况时有发生,有些消费者手中的电池已出现外壳明显破损、内部电芯及保护电路外露等情况,却仍在继续使用,这些电池随时都有可能发生安全事故。