由于材料和电池技术及制作工艺的限制，锂离子电池在使用过程中一直存在着较大的火灾风险，有关锂离子电池在碰撞挤压下的安全性一直是关注的重点[1]。

一般情况下，锂离子电池受外力作用引发火灾的根本原因是电池内部因严重变形受损发生了内短路，使得电池内部发生剧烈的电化学反应，并产生高热量，最终导致热失控，引起电池的燃烧爆炸[2]。J.Xu等[3]研究了圆柱形锂离子电池的机械完整性，通过实验和数值模拟，获得电池在不同机械外力作用下的故障行为。S.Muhammad等[4]研究了18650型锂离子电池在多种挤压方式下的热失控行为，发现即使电池在挤压下没有破损或断裂，但仍可能发展成灾难性事故。众多研究报道关注更多的是锂离子电池热失控发生燃烧的基础理论[5]，而在锂离子电池挤压安全性测试方面的研究相对较少。

党的十九大报告明确提出实施乡村振兴战略，就不断深化农村改革、加快建设现代农业、加强农业农村基础工作等作出总体安排。今年中央“一号文件”对实施乡村振兴战略作出系统部署，其中加强农村产权保护、突出环境问题综合治理、建设法治乡村、平安乡村等诸多工作，与人民法院审判工作有着紧密的联系，同时也对人民法院工作提出了新的、更高的要求。今年2月，最高人民法院就贯彻落实《中共中央、国务院关于实施乡村振兴战略的意见》作出具体安排部署，要求人民法院充分认识乡村振兴战略的重大意义，积极贯彻落实中央精神，依法保障乡村振兴战略实施。

目前，针对锂离子电池的安全性，GB/T 31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及实验方法》[6]提出了对锂离子电池及电池组的具体挤压实验方法，其中规定的挤压速度为(5±1) mm/s，挤压形变量为30%。这与实际交通事故中电池受到的碰撞挤压条件存在明显的差距，并且标准中对电池火灾安全性的评价也比较模糊，只有真正发生了燃烧或爆炸的电池，才被认为是不合格电池，而对发生爆炸和燃烧的电池的火灾危险性无法给出具体评判，因此不能满足消防部门管理、火灾现场安全性评估以及火灾调查的要求。美国安全检测实验室发布的安全性测试标准UL 1642-2012《锂电池标准》[7]，评判标准也是规定电池发生了燃烧或爆炸才被认为是不合格。由此可见，现有的测试标准均是评判电池产品是否合格的标准，都不能用来对电池的火灾危险性进行评估。

类胡萝卜素中的β-胡萝卜素可在人体内可以转化为维生素A，对于预防维生素A缺乏症和保护视力具有重要作用。

本文作者拟对常见的锂离子电池进行系统挤压实验，研究不同挤压条件对锂离子电池火灾安全性的影响，以期为锂离子电池挤压起火危险性评价提供一种参考。

1 实验

1.1 实验对象

实验的18650型锂离子电池荷电状态均为50%，其余参数列于表1。

锂离子电池在受外部挤压作用下易发生内短路而发生起火燃烧甚至爆炸。为研究锂离子电池挤压条件下的火灾危险性，选取3种锂离子电池开展不同挤压形变量和不同挤压速度实验条件下的挤压起火实验，得出如下结论：

表1 实验用锂离子电池的参数

Table 1 Parameters of Li-ion battery for experiment

编号正极活性材料容量/Ah标称电压/V产地ICRIB1钴酸锂2.23.6惠州ICRIB2钴酸锂2.63.6惠州TCLIB3镍钴锰酸锂(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)2.53.7扬州

1.2 实验方法

挤压速度为50 mm/min时，不同形变量的挤压实验中各电池正极表面温度随时间的变化见图3。

海底捞的张勇和施永宏也是值得关注的新上榜者。今年9月海底捞在港上市后，创始人张勇夫妇的财富为77亿美元，排名第19位；施永宏夫妇的财富为36．5亿美元，排名第66位，可谓已经跻身全世界最富有的餐饮业者之列。

实验时，将温度传感器K型热电偶(成都产)用耐高温绝缘胶带固定在锂离子电池的正极部位，使用定制的温度采集装置收集热电偶测得的温度数据，记录实验过程中正极的温度变化。

大同市武定东西桥为钢筋混凝土实复式拱桥，净跨20 m，拱高6 m，矢跨比1/3.3，该基坑平面尺寸为40 m×35 m，基坑深度18.5 m，开挖坡比1∶0.75，基坑南侧紧靠大同市古城城墙，西东两侧为住宅楼，北侧紧靠市政交通道路，施工场地十分受限。

2 结果与讨论

2.1 挤压形变量的影响

实验在BE-JYZC-80T卧式电池挤压针刺实验机(东莞产)上进行。将单只电池用绝缘胶带固定在实验机中，使电池的极板方向垂直于挤压方向，见图1。

钴酸锂正极电池的挤压形变在20%以内时，电池温度并没有出现明显异常，危险性较低；只有挤压形变量达到30%时才容易发热升温，产生一定的火灾隐患。

从图3(b)可知，ICRIB2正极表面的温度变化与ICRIB1类似，当挤压形变量低于20%时，ICRIB2正极表面温度变化不明显。当挤压形变量为30%时，ICRIB1的正极温度出现上升，最高温度为约37 ℃，放热时间较长，温度下降缓慢。当挤压形变量为40%时，电池正极温度快速升高，温度最高升至约57 ℃，且正极处有大量电解液流出。形变量设定为50%进行挤压时，电池正极温度变化趋势与形变量40%时相似，最高温度升至约63 ℃，同时也有大量电解液流出。

从图3(c)可知，TCLIB3正极表面的温度变化与ICRIB1和ICRIB2有着明显的不同。当挤压形变量低于10%时，TCLIB3正极表面温度无明显变化。当挤压形变量为20%时，TCLIB3的正极温度就明显升高，最高温度达到约47 ℃，且有少量电解液流出。当挤压形变量为30%和40%时，正极温度小幅上升，随后缓慢下降，松开挤压头后，温度再次出现上升。当挤压形变量为50%时，电池受挤压后断裂，正极温度快速上升，最高升至约95 ℃，随后下降，松开挤压头，温度还会出现再次回升。

钴酸锂正极电池在受挤的压形变量在20%以内时，温度并未出现明显异常，只有挤压形变量高于30%时才容易发热升温，形成一定的火灾隐患。三元材料正极电池对挤压形变更敏感，形变量为20%时正极温度就明显升高，挤压实验正极温度最高能升至约95 ℃，高于钴酸锂正极电池的66 ℃，说明三元材料正极电池在受到外部挤压作用时的火灾安全隐患更大。不同形变量下的挤压结果表明，评价锂离子电池火灾安全性的挤压实验，形变量宜设定为≥30%。

2.2 挤压速度的影响

设定形变量为30%，不同挤压速率下各电池正极表面温度随时间的变化见图4。

从图4(a)可知，ICRIB1正极表面温度在受到挤压后均快速上升，实验时可观察到均有大量电解液流出。当挤压速度为100 mm/min、200 mm/min和400 mm/min时，最高温度分别约为68 ℃、81 ℃和71 ℃。挤压速度对ICRIB1升温状况影响不大，不同挤压速度，相同的挤压变形率，正极的升温状况基本一致。

从图4(b)可知，电池容量从ICRIB1的2.2 Ah增加到ICRIB2的2.6 Ah后，对挤压速度更敏感，正极表面温升随着挤压速度的增加进一步增高。当挤压速度从100 mm/min增大到400 mm/min时，正极表面温度最高温度从约65 ℃提高到约95 ℃，均伴有大量电解液流出。

从图4(c)可知，TCLIB3正极表面温度变化与ICRIB2相似，挤压速度越大，温升越高。当挤压速度为50 mm/min、100 mm/min和400 mm/min时，最高温度分别约为65 ℃、78 ℃和106 ℃，高于相同实验条件下ICRIB2的最高温度。

在挤压速度为200 mm/min时，TCLIB3发生了爆炸，产生大量白烟，内部隔膜和电解液从正极喷出，挤压爆炸瞬间和爆炸后的残骸见图5。因为正极遭损坏，所以未能收集到完整的温度度化数据。

异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)：分子量1200；丙烯酸(AA)；醋酸乙烯酯(VAc)；马来酸二乙酯(MADE)；丙烯酸羟丙酯(HPA)；烯丙基磺酸钠(ALS)；过氧化二苯甲酰(BPO)、偶氮二异丁腈(AIBN)、过硫酸铵(APS)。

不同挤压速度的实验结果表明，挤压速度越高，锂离子电池温升越高，火灾危险性越大。3种锂离子电池中，三元材料正极电池随着挤压速度增大，温升幅度最大，能达到的最大温度最高，表现出的危险性最大。从不同挤压速度的实验比较来看，在锂离子电池火灾安全性的评价中，挤压速度宜设为≥200 mm/min，才能较好地观察不同锂离子电池的差异，同时，锂离子电池表面的温度变化可作为判别火灾安全性的重要依据，特别是挤压中表面温度能够升至100 ℃以上的锂离子电池，存在较大的燃烧爆炸危险。

浅谈小型农田水利工程建设管理中常存在的问题及解决措施……………………………………………………… 王银（12-153）

3 结论

石油工业的发展为我国经济做出了巨大贡献，但与此同时也带来了一系列的土壤环境安全问题。石油钻井开采及管道储运过程中，井喷、洗井或漏失都会造成高矿化度废水或原油洒落地面，污染周围土壤。这些洒落到土壤中的石油类污染物会使土壤有机质含量变大，影响植物根部正常生理机能，而且还会对生活在土壤中的动物及微生物产生毒性[1]。而漏失的采油废水和洗井废水一般矿化度都较高，存在着盐类、氯化物、石油及重金属，这些污染物污染土壤后还会造成重金属污染、土壤盐渍化，致使土壤养分下降、污染物沉积、不再适合耕种。因此，对于石油生产运输过程中造成的土壤污染应当给予高度重视，并及时治理。

从图3(a)可知，当挤压形变量低于20%时，ICRIB1受到挤压后的正极表面温度没有出现明显变化，当挤压形变量达到30%后，ICRIB1的正极表面温度才出现了明显升高，且温度升高速度加快，在90 s内温度达到最大值，随后缓慢下降。

实验的4种挤压速度分别为50 mm/min、100 mm/min、200 mm/min和400 mm/min，挤压形变量分别为10%、20%、30%、40%和50%，挤压方式见图2。以设定的恒定挤压速度挤压电池，当电池形变量达到设定值后停止挤压，并对电池进行观察。

三元材料正极电池的形变量为20%时，就出现明显温升，达到的最高温度明显高于钴酸锂正极电池，在受到外部挤压作用时，存在更大的火灾安全隐患。

本研究共收集到不同产地的蜘蛛抱蛋属植物19种104个样品(表1)，植物新鲜叶片经变色硅胶迅速干燥后常温密封保存。样品由贵阳中医学院何顺志教授鉴定。其中17种引种栽培于贵阳中医学院，凭证标本存放于贵阳中医学院标本室。

锂离子电池随挤压速度的增大，温升也越高，出现火灾的危险性也越大。

相比于钴酸锂正极电池，三元材料正极电池随着挤压速度增大，温升幅度更大，达到的温度更高，更容易发生燃烧爆炸。

挤压实验评价锂离子电池火灾安全性时，形变量宜设定为≥30%，挤压速度宜设为≥200 mm/min，同时，锂离子电池表面的温度变化可作为判别火灾安全性的重要依据。

参考文献：

[1] 周天，赵晖.锂离子电池生产火灾危险性及防范对策 [J].消防科学与技术，2017，36(5)：716-720.

[2] 魏洪兵，宋杨，王彩娟，et al.锂离子电池内部短路实验方法的比较 [J].电池，2009，39(5)：294-295.

[3] XU J，LIU B H，WANG L B，et al.Dynamic mechanical integrity of cylindrical lithium-ion battery cell upon crushing [J].Eng Failure Anal，2015，53：97-110.

[4] MUHAMMAD S，AHMED E，MUSTAFA E.Thermal runaway detection of cylindrical 18650 lithium-ion battery under quasi-static loading conditions [J].J Power Sources，2017，370：61-70.

[5] FENG X N，LIU X，LU L G，et al.Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles：a review [J].Energy Sto-rage Mater，2018，10：246-267.

[6] GB/T 31485-2015，电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 [S].

[7] UL 1642-2012，Standard for Lithium Batteries [S].