植保无人机户外作业时为什么电池会自燃？究竟是什么原因导致的？

 植保无人机大多使用锂离子电池，这种电池能量密度高、对环境友好、使用寿命长，与此同时，锂离子电池也十分危险，非常容易发生起火爆炸。据不完全统计，2016年锂电池 产业相关起火事故有40起，分布在锂离子电池的生产、运输、应用、回收等各个环节。 在新能源这条路上走的决绝的特斯拉，就曾因为电池的原因几度中断研发，尽管特斯拉团队已经在电池的安全上投入了很多精力，但依然不能避免电池起火： 2016年1月1日早上，一辆特斯拉Model S在超级充电站充电时突然起火，所幸事故发生后没有人员伤亡；同年8月15日，一辆特斯拉Model S电动汽车在法国试驾期间突然着火，当时这辆汽车曾发出巨大的噪音，而且仪表盘还显示出预警信息警告乘客该汽车的充电功能存在问题；一辆特斯拉Model S电动轿车2016年9月7日在荷兰发生车祸，撞上了路边的大树，驾车的荷兰男子当场死亡，车上的电池掉落起火并且难以熄灭。

 

特斯拉研究了上十年的锂电池，仍然不能避免惨剧，而国内植保无人机的锂电池尚未确定合格标准，品质难以保证。 并且，植保无人机涉及多方人员，包括一线作业人员、农户等，如果没有一个安全、高效的作业环境，植保无人机发展将举步维艰。 传统电池存在安全隐患 植保无人机电池容量比较大，存在过热和起火的潜在安全隐患。一旦燃烧温度可达上千度，甚至能直接融化钢铁。夏季室外车辆如果暴露在阳光下，车窗一旦关闭，车内温度很快升高，植保无人机电池存在过热乃至起火的风险。 锂电池的四大主要部分为正极材料、负极材料、隔离膜和电解液，当内部出现树状突或者手状的锂离子增长非常容易导致短路或随机爆炸形成明火。一旦电池内部形成树状突，就会迅速加剧，最终可能会刺穿正负极的隔离膜，导致短路，从而起火。 基于此，目前无人机行业也有厂家在研发氢燃料电池，尽管氢燃料电池的运输、存储时安全问题也受到质疑，但氢气的燃点为500℃，高于汽油的燃点427℃、煤油的燃点380℃和柴油的燃点220℃。即，和汽、煤、柴油相比，氢气更加不容易燃烧。 而内部有铜质支撑物的锂电池，加热超过250℃，导致电池核心崩溃，进而让铜质支撑物融化，热量迅速向外扩散，造成“热失控”（即所谓的爆炸或自燃）。

 

另外，氢燃料电池存储在储氢瓶中，该瓶由三层结构组成，最内层材料是高强度聚合物，中层是强化碳纤维和高强度聚合物的混合材料，外层是玻璃纤维和高强度聚合物的混合材料，总厚度25mm。它具有良好的防渗透性、强度和耐久性，受到严重撞击时也不用担心会发生破裂。从这个角度来看，氢燃料电池比锂电池要安全。 我们知道，锂电池能够自燃，随后会因为过热而发生爆炸。产生过热的原因包括电短路、快速放电、过度充电、制造缺陷、设计不良或机械损坏等等，过热会导致“热失控”过程的产生。 目前市场上大部分无人机电池是这样的：

 

 这一类电池的电源线接头通常都是裸露的，在运输和存放过程中一旦接触到金属物品或者含有电解质的农药化肥，就会发生短路，导致自燃。另外，普通锂电池往往是简易的塑料膜包装，而锂离子具有高度的化学活性，一旦电池包装受外力冲击破损，锂离子就会泄露出来，在空气中剧烈燃烧。 国内也有植保机厂家对于电池安全看得很重的。据了解，2013年，极飞农业在新疆做前期验证时，就将“电池安全”定义为植保无人机研发的三大重点之一，与之同时展开的还有“全自主飞行控制”和“精准变量喷洒”的研发。 2015年，极飞智能电源管理系统问世，在经过20000架次起降和超过3000小时不间断充放电测试后。将旗下所有无人机产品中的电池，全部升级为“智能电池”。 同样，最近两年才涉足植保无人机领域的大疆在消费级市场颇有经验，沿用了其消费级无人机的智能电池思路，其2016年11月发布的MG-1S也用上了智能电池。 电池管理系统让智能电池更安全 业内人士都知道，“电源管理系统”最基础的一项功能，就是在电池使用中监控电流、电压等数据，在电池有可能发生故障时及时切断电源，保障安全。 极飞的智能电池就是在航模锂电池的基础上加入了“电源管理系统”，它能够实时掌握无人机电池中每一片“电芯”的电量和健康程度。再加上更加坚固的铝镁合金-碳纤维外壳，使之无论是在电路异常还是外部环境冲击的情况下都保持安全和稳定。