電瓶車等交通設備雖然方便，但安全問題仍未得到解決。最近，一項發表于《先進材料》的研究展示了一款“水電池”。電解質是電池的關鍵成分之一，在很大程度上決定了電池的工作原理及安全性。在這項新研究中，研究人員用水取代有機物作為電解質，得到了更安全的電池。
2月23日凌晨，南京市雨花臺區明尚西苑6棟發生火災，造成15人死亡，44人受傷。經初步分析，火災由地面架空層停放的電動自行車（本文主要指電瓶車）起火引發。據資料顯示，大火大概燒了一個多小時才被撲滅。
如果把目光聚焦在最先起火的電瓶車上，它可能在不到幾秒鐘或者幾分鐘內就燒到了750℃以上。具體來說，起火的其實是電瓶車所用的鋰離子電池。
如今，隨著越來越多電動自行車和電動汽車爆炸事件的發生，人們對鋰離子電池的印象并不是很好，尤其是對電動自行車使用的鋰離子電池。
比如，自2021年12月美國紐約發生一起由電動自行車引發的亡人火災后，紐約市消防局（FDNY）便開始禁止FDNY總部停放電動自行車和電動滑板車，殘疾人使用的設備除外。到2022年4月，FDNY還限制在一個區域內，停放或充電的電動自行車等交通設備不得超過5輛。此外，英國政府也曾宣布威斯敏斯特宮禁止停放電動自行車和電動滑板車，盡管遭到了自行車倡導團體等的強烈反對。
但根據以往發生的事故，涉及電動自行車和電動滑板車的火災通常歸因于劣質電池和相關設備。有人認為是這些更便宜的電池產品給鋰離子電池帶來了壞名聲。
事實上，當索尼于1991年推出第一款可充電鋰離子電池時，他們就知道其潛在的安全風險。那時，有手機電池產生的高溫氣體燒傷了一名男子的臉部，一大批可充電鋰離子電池不得不被召回。索尼知道，鋰離子電池制造過程中的顆粒污染，如銅、鋁、鐵和鎳，可能會導致電池內部短路。
此外，電池制造商往往會在電池中填充很多活性材料，并使電極間的隔膜變得更薄，來提高電池的能量密度等性能。但當電池不幸被刺穿、過充放電或過熱時，中間的隔膜就會崩潰，使得正負兩個電極相連而發生內部短路。
若是輕微的短路，并不會產生太多熱量；但如果發生嚴重的短路，正負極之間就會有相當大的電流，導致溫度升高，出現熱失控（thermal runaway）。
顧名思義，熱失控是指鋰離子電池內部積聚了太多熱量而失控了。清華大學車輛與運載學院副教授馮旭寧曾在清華大學讀博期間，通過對25Ah（安時）三元鋰離子動力電池做絕熱熱失控測試，發現熱失控發生時，電池溫度曲線會以近乎垂直的直線快速上升。
事實是，反應放出熱量，溫度得到提高，而溫度升高意味著反應進行得更快，進而產生更多熱量。重要的是，這會構成一個指數級正反饋環路，使得電池溫度可在幾秒內從大約200℃提高至750℃。
在這期間，電池隔膜完全崩潰，正負極間出現大面積內短路。與此同時，正極與電解質開始發生分解反應，其中的金屬氧化物會釋放出氧氣，而氧氣可以促進燃燒反應，從而產生更多氣體和熱量。值得一提的是，電動汽車和電動自行車等會在燃燒時自主產生氧氣，可能發生復燃，這正是其火災難以撲滅的一大原因。
例如，2021年4月，一輛2019款特斯拉Model S沖出道路，撞上了一棵樹后起火。最初，火災在幾分鐘內就被撲滅了，但之后卻仍持續復燃，給消防人員帶來了挑戰，他們總共花了約4個小時，使用了11多萬升水——相比之下，世界上最大的消防專用飛機只能攜帶約7.5萬升水。
如今，電池基本上都有安全系統，因此正常情況下會在電池發生短路時直接斷電。但如果是電池內在的固有缺陷，如金屬顆粒污染，電池安全系統就很難及時監測并阻止潛在熱失控的發生。對此，電池制造商一直在努力減少金屬顆粒的存在，提高鋰離子電池的安全性。但電池故障率是存在的，比如戴爾和蘋果公司制造的筆記本電腦的電池故障率約二十萬分之一，導致近60萬個鋰離子電池組被召回。
除了進一步完善鋰離子電池制造工藝外，科學家還在嘗試其他技術，比如開發鈉離子電池、固態電池，甚至是“水電池”。
為了尋找可能著火的鋰離子電池的替代品，澳大利亞皇家墨爾本理工大學馬天一教授領導的團隊將目光投向了“水電池”，并于今年2月在《先進材料》（Advanced Materials）雜志上發表了最新進展。
鋰離子電池往往使用的電解質是有機非質子溶劑與鋰鹽的混合物，而馬天一團隊想要用水來取代其中的有機電解質，來減小電池爆炸的可能性。當然，這里的“水”不是純凈的水，而是水和無機鹽的混合物。然后，他們利用鋅陽極（該團隊還關注鎂陽極），并在兩極上涂覆氧化鉍，進一步提高了水電池的壽命。目前，他們的愿景是將這樣的電池用在電動滑板車等無需大量電力的場合中。
隨著能源轉型，越來越多的電動交通設備涌入市場，安全問題可能也會隨之涌現。目前，相關的數字仍然觸目驚心——據國家消防救援局統計，2023年全國共接報電動自行車火災約2萬起，較2022年上升約17.4%。安全使用電動車，還有很長一段要走。
星 Note7 手機爆炸事件讓電池安全問題得到了空前的關注，然而，像三星這樣不小心的企業可還真不少，近日惠普公司也遇到了同樣的問題，并召回了超過 10 萬塊筆記本電池。
美國消費品安全委員會（CPSC）的公告顯示，惠普因為過熱問題，召回了超過 10 萬塊筆記本電池。受此次召回影響的筆記本包括 Compaq、HP ProBook、HP ENVY、Compaq Presario 和 HP Pavilion 等系列，這些受影響筆記本的生產日期為 2013 年 3 月到 2016 年 10 月。CPSC 表示，這些電池產生過熱問題后很有可能“引起火災或灼傷消費者”。
資料顯示，如果用戶想確認筆記本電腦是否受到影響，可以下載一個工具來執行自動驗證。或者通過輸入筆記本電腦的序列號和電池條形碼到召回網頁進行手動驗證。
CPSC 表示，消費者應當立刻停用召回范圍內的電池，將其從筆記本電腦上拆下，在收到惠普提供的新電池前，消費者應該只通過電源使用受影響的筆記本。
據了解，惠普再次之前已經發生過多起電池召回事件了，2011 年曾經召回有過熱問題的電池，在 2014 年召回有故障的電源線，而最近的一次則是 16 年 6 月份，當時惠普宣布面向全球召回部分 2013 年 3 月至 2015 年 8 月內售出的該公司筆記本電腦。
電池問題一出再出，除了技術原因外，是否還有其他什么原因呢？
本文 為防過熱爆炸，惠普召回 10 萬塊筆記本電池來自動點科技.
離子電池之所以會有爆炸傾向，都是一個名為“熱失控”（thermal runaway）的過程惹的禍。
本質上而言，“熱失控”是一個能量正反饋循環過程：升高的溫度會導致系統變熱，系統變熱升高溫度，這又反過來又讓系統變得更熱。熱失控是很常見的現象，從混凝土養護（會釋放熱量）到恒星爆炸（超新星是宇宙級熱失控的產物）的大量物理和化學過程中，都有可能會出現熱失控。
鋰離子電池出現熱失控的原因有很多。比如一塊9V電池的兩端被一個硬幣橋接起來時，隔離鋰離子電池負極和正極的膜狀物出現的撕裂就會導致短路，而短路往往又會引起熱崩潰。鋰離子電池起火的原因還包括：環境溫度超過60°C，經常過充，未經授權改裝外殼。
不管原因是什么，經歷這個反應的都是電池中的氧化鈷化學物。 Valence科技公司的研發副總裁喬·拉穆勒（Joe Lamoreux）解釋說：“如果你加熱這種化學物，達到了一定溫度，它就開始自發熱，然后發展成起火和爆炸。”在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。如果暴露在高溫環境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。
雖然這種無法控制的反應不會經常發生，但鋰離子電池的數量基數太大，讓我們覺得這種事故經常發生。例如在2006年，幾乎所有主要的筆記本電腦制造商——蘋果、惠普、東芝、聯想、戴爾和其他公司——都在接到少量電池出現過熱狀況的報告后召回過產品。單是蘋果一家，就在出現了9個有效報告后召回了180 萬臺PowerBook和iBook。更重要的是，電池的大小、配置和電池單元（cell）的數量都會影響到熱失控的強度。小型電池組（比如數碼單反相機上的）只有幾個電池電源，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，其結果就是，當一個電池單元熱到足以點燃電解質時，其余的電池單元就會迅速跟進。
但是你也沒有必要太擔心。你的筆記本并不是一個滴答作響的定時炸彈。只要定期做一些保養，鋰離子電池就會安全、可靠地工作。鋰離子的壽命不長，一般可以維持兩到三年（無論你是否使用它）。正因為如此，所有的鋰離子電池組都應該每36個月左右就更換一次。而且，每當電量降到50％的時候，你就應該可它充充電。鋰離子沒有記憶效應，但是電壓過低會讓它們嚴重受損。
將電池從本上取下來的說法是前幾年比較流行的保養電池的做法，但目前新的筆記本無需采用這種做法，現在的筆記本電路設計中做了些應設計，一旦電池充滿電，會自動切斷充電電流，不存在長時間超負荷充電的想象，幾乎所有筆記本的說明書上都明確說明：“有外接電源使用時無需將電池拆下”。
善用電源管理模式
在Windows中，系統本身就提供了節能、平衡與高性能等電源工作模式，不同模式下的耗電量是不同的。比如某款筆記本，其電池容量為48.84Wh，在節能模式下看在網頁的功耗在28W左右，滿電情況可以堅持使用48.84Wh/28W＝1.8小時，但在高性能模式則只能堅持48.84Wh/34W＝1.4小時。瀏覽網頁時對性能要求不高，如果你使用的是節能模式，不就可以讓筆記本續航更久嗎？
需要注意的是，筆記本在節能模式下會大幅降低筆記本的主頻和顯卡頻率，此時游戲性能會很糟糕；反之，在性能模式下筆記本會始終全速工作，在低負載（如上網、看視頻）時會造成額外的資源浪費。因此，大家要根據實際的使用需求來調整筆記本的電源模式，外出時節能模式是首選，但當你需要做PS渲染或打游戲時就無需考慮功耗了（節能模式下運行PS都會有點卡），只有性能模式或均衡模式下才能保證系統運行的流暢。