鉅大LARGE | 點擊量：1218次 | 2021年04月12日
植保無人機事故頻發(fā)，是鋰離子電池的緣故么？
鋰離子電池被廣泛應(yīng)用的程度之高，幾乎遍布于我們的生活當中，給我們帶來了便利的同時，卻也帶來了一些麻煩：除了植保無人機被鋰離子電池連累之外，能源車、手機、筆記本電腦、移動電源與單反相機等都發(fā)生過鋰離子電池安全隱患。因此關(guān)注鋰離子電池安全，防止讓鋰離子電池成為我們身邊的炸彈就顯得尤為必要。
無人機大多使用鋰離子電池，這種電池能量密度高、對環(huán)境友好、使用壽命長，與此同時，鋰離子電池也十分危險，非常容易發(fā)生起火爆炸。據(jù)不完全統(tǒng)計，2016年鋰離子電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)起火事故有幾千起，分布在鋰離子電池的生產(chǎn)、運輸、應(yīng)用、回收等各個環(huán)節(jié)。
在新能源這條路上走的決絕的特斯拉，就曾因為電池的原因幾度發(fā)生汽車起火的事故，國內(nèi)無人機代表公司大疆也多次發(fā)生因電池問題導(dǎo)致的炸機、車毀等
植保無人機炸機電池起火
特斯拉研究了上十年的鋰離子電池仍然不能防止慘劇，而國內(nèi)大多數(shù)無人機的鋰離子電池尚未確定合格標準，品質(zhì)難以保證。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
究其原因，鋰離子電池究竟為何會發(fā)生自燃？常見的為以下三種情況
原因一：接口與線纜
植保無人機在田間地頭作業(yè)的時候，電池為電調(diào)和機器供應(yīng)充足穩(wěn)定的能量。但是，長期的植保作業(yè)中，農(nóng)藥殘渣和田間地頭的灰塵會覆蓋在接口表面，并形成結(jié)塊。結(jié)塊會對電路形成巨大的電阻。
學(xué)過物理都了解，電阻越大，發(fā)熱情況就越嚴重（Q=I^2Rt）。當溫度超過接頭所能承受的范圍時，接頭會發(fā)生融化，最先受到影響的就是接頭的塑料外殼了。而此時假如沒有及時處理，接頭處塑料外殼就會出現(xiàn)形變或融合，電池再想正常拔出，基本是不可能的了。
老虎鉗夾插頭
電池接口出現(xiàn)形變無法正常拔出，XT系列接口設(shè)計是最重要的原因。在XT系列沒出來之前，傳統(tǒng)航模一直使用T插作為重要電源插頭。但由于航模電池的功率越來越大，傳統(tǒng)T插已經(jīng)不能滿足DIY無人機和消費級無人機的基本航拍需求，（大電流通過出現(xiàn)高溫損害插頭，且維修不便）因此XT應(yīng)運而生。
當農(nóng)業(yè)無人機出現(xiàn)的時候，XT系列插頭也被沿用到農(nóng)業(yè)無人機電池上，于是許多問題也伴隨而至。一般電動航模的電池最大電壓約為25.2V（6S鋰離子電池），但農(nóng)業(yè)無人機多為12S鋰離子電池，電壓足足大了一倍，同樣面對XT插頭熔斷、無法正常拔出、甚至短路起火的問題。
電池短路燃燒
在使用上來說，航模電池往往能得到比較全面的保養(yǎng)維護，但農(nóng)業(yè)無人機因為其天生的作業(yè)使命，時常會出現(xiàn)過放過充的現(xiàn)象，沒有比較完善的維護保養(yǎng)措施。
在工作環(huán)境上說，航模電池所處的環(huán)境更為艱苦，長期的風(fēng)吹雨曬和高溫環(huán)境，XT系列的塑料外殼容易變脆，外露的線纜長期受高溫和氣體的侵蝕極其容易使得絕緣表面老化而脫落，導(dǎo)致就算靜止放置也可能會出現(xiàn)短路自燃的危險情況。
原因二：外殼包裝
除了電池接頭和線纜本身，鋰離子電池的外殼包裝也是導(dǎo)致起火的原因之一。
傳統(tǒng)鋰離子電池采用熱縮膜軟包裝來包裹著鋰離子電池的電芯，然而熱縮膜在受熱收縮后延展性和柔軟性都會隨之降低，此外，熱縮膜僅為一層薄膜，并不具備保護電池的能力。當鋰離子電池在使用后的存放稍微不注意就會可能因擠壓變形或刺穿，而鋰離子電池的鋰離子遇到空氣就會變得十分活躍，能出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。
另外，熱縮膜本身不具備散熱的能力，使用后的電池溫度假如超過了熱縮膜所能承受的臨界點，熱縮膜就會發(fā)生溶解或因為溫度過高而發(fā)生破裂，一旦熱縮膜破裂，也會造成自燃事故。
PVC熱縮膜
市面上有部分廠家已經(jīng)考慮到了外物撞擊導(dǎo)致電池自燃的情況，他們會在原包裝的鋰離子電池基礎(chǔ)上新增一個塑料外殼來保護電池，但效果并不顯著。
假如帶有外殼電池受到外力沖擊，首先破損的是塑料外殼的表面，而外殼碎片會直接刺穿電池的軟包裝，繼而發(fā)生自燃事故。
其次是散熱，鋰離子電池本身對溫度很敏感，一旦溫度過高或過充過放就會導(dǎo)致電池鼓包，帶有塑料外殼的鋰離子電池根本沒有足夠的空間讓電池發(fā)漲。同時，塑料材質(zhì)本身不具備散熱的能力，從而會加重內(nèi)部溫度的新增。在外部壓力和內(nèi)部壓力的雙重用途下，電池會被擠破發(fā)生自燃事故。
原因三：電池電源管理
除了以上兩點之外，沒有電源管理能力的智能電池在充電過程中也會發(fā)生自燃。
傳統(tǒng)鋰離子電池沒有電源管理的能力，只能通過充電器對充電電流的控制來防止因為電流過大導(dǎo)致發(fā)生造成內(nèi)部短路的情況。但是假如充電器出了故障就無法檢測其充電情況和控制其充電電流，此時就會出現(xiàn)過充和電芯電壓不平衡的情況，從而導(dǎo)致鋰離子電池在充電過程中自燃。
而智能電池雖說能解決電池管理上的問題，但市面上還是有很多不良廠家把不成熟的，甚至不能稱之為智能電池的產(chǎn)品推向市場。
智能電池之所以智能，不僅僅在于它在電池上多加一個電量顯示和開關(guān)。它要記錄并悉知電池本身的使用情況，要控制不讓電池出現(xiàn)過放，同時又要控制每一塊電芯的的放電電流。
很多不良廠家拿出來忽悠的鋰離子電池根本不具備這樣的能力，僅做一些低電量提醒，無法控制其電流輸出情況，更不用說對當前航線的電量消耗進行預(yù)估了。因為開發(fā)真正智能電池，要解決電池接通時功率瞬間會增大到幾千瓦燒壞主板的問題，目前許多不良廠家不具備這樣的技術(shù)開發(fā)能力。
雖然一塊不成熟的智能電池同樣會出現(xiàn)電池過放，但假如電池過放沒有得到及時的補救，電池壽命會大幅度縮短，內(nèi)阻會增大，加速其自身在使用過程中的發(fā)熱情況。
植保無人機被作為從業(yè)人員的工具使用，人和機器的朝夕相伴也將用戶置身于諸多隱患之中，各家無人機廠商應(yīng)該充分認識并予以高度關(guān)注，在研發(fā)制造監(jiān)管等環(huán)節(jié)均嚴格把關(guān)為用戶著想，盡量減少因鋰離子電池爆炸而出現(xiàn)的事故，提高鋰離子電池使用安全。
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