上次讲到电动自行车火灾频发的主要原因是铅酸蓄电池充电热失控。热失控导致蓄电池大量析气，氢气混合气体遇电火花发生爆炸引发火灾。在讨论中发现大家对蓄电池热失控的概念还存在许多误解，常常把铅酸蓄电池的充电热失控误解为铅酸蓄电池自身热失控，并推断与锂电池热失控一样具有爆炸风险。今天就讲一讲铅酸蓄电池充电热失控及其爆炸风险。
一、 铅酸蓄电池自身不会发生热失控
1、从热失控的字面理解，就知道它与温度密不可分。我们先了解一下铅酸蓄电池的主要参数与温度的关系。
铅酸蓄电池的单元电池标称值2V，充满电后的端电压2.25V左右。端电压的值随温度的升高而降低，称为负温度系数，即温度每升高一度端电压降低3.9mV，温度升高50°C，电池端电压下降195mV 。电池开路放置时，无论端电压高低都不会使电池发热。
电解液密度随温度的升高而下降，比如，0°C时密度为1.358ɡ/㎝³。 14°C时为1.348ɡ/㎝³。48°C时为 1.324ɡ/㎝³。随着温度的升高，电解液密度降低了，电池容量有所减小。电池开路放置时，无论电解液密度高低都不会引起电池发热。
铅酸蓄电池内阻随温度的升高而减小。充电或放电时内阻上会产生热量。但电池开路放置时，无论内阻大小都不会导致电池发热。
空载时铅酸蓄电池在高温环境下的参数变化不会导致蓄电池自身发热，就不会发生热失控。
2、铅酸蓄电池的内部微短路。
铅酸蓄电池随着使用时间的增长，有时会发生极板物质脱落沉积于电池的下方，形成极板间的微短路。还有一种微短路是充电时枝状铅晶透过隔板孔形成微短路，这两种微短路都属于高阻短路，严格说应该叫漏电。随着微短路或漏电的逐渐加重，自放电电流逐渐增大。电池开路放置时，自放电的电流保持在较小的数量级，所发的热量也能及时散失掉，不会形成电池的快速温升。铅酸蓄电池不会因微短路而发生自身热失控。
铅酸蓄电池微短路形成的自放电电流虽然与锂电池一样，有随温度升高而增大的相关性，但由于自放电电流总体量级较小、电池体积较大，升温速度较慢，不会在短时间形成电池温度超高引发极板短路。而长时间的自放电又将导致电池端电压的降低，最终在某一温度点达到热平衡后，逐渐开始下降，进入良性循环，脱离热失控风险。
资料显示，电池温度超过130°C时，片状聚氯乙烯（PVC）电池隔板呈粘弹态，隔板开始具有失效风险。160°C以上呈粘流态，隔板完全失效。平板式玻璃纤维（AGM）隔板最高耐受温度高于PVC隔板。保守的估计，铅酸蓄电池隔板失效温度在100°C以上。
又有资料显示，锂电池发生膈膜失效的温度也是100°C以上，同样是微短路，同样的隔板（隔膜）失效温度，为什么铅酸蓄电池能摆脱热失控的厄运呢？
答案是：铅酸蓄电池的温升速度远远低于锂电池。
首先是铅酸蓄电池极板物质脱落形成的高阻漏电不会快速发展为低阻漏电。其次是铅酸蓄电池的隔板厚度大于锂电池隔膜的厚度，因此铅枝晶穿透隔板的概率低。而且铅枝晶较长，电阻就较大。再就是铅酸蓄电池单元电池电压低于锂电池，铅酸蓄电池的自放电电流就小于锂电池。另外，铅酸蓄电池的体积较大，能量密度远低于锂电池，铅酸蓄电池的散热条件就远优于锂电池。密封程度不同、电解液数量不同等等，都使得铅酸蓄电池的温升速度远低于锂电池。铅酸蓄电池微短路放出的热量不会快速累积到使电池隔板失效的温度，所以不能发展为极板短路而引发的热失控。
二、铅酸蓄电池充电热失控
所谓铅酸蓄电池充电热失控是包括电池在内的整个充电系统发生了热失控，并非专指电池而言。离开了充电环节就不存在铅酸蓄电池的热失控。
发生充电热失控时三段式充电器的主要表现是充电器不转灯，也就是不能从高恒压充电阶段自行转到低恒压充电阶段。电池的表现是发热烫手，外壳变形鼓包并大量析气。
铅酸蓄电池充电热失控与下列因素有关：
1、铅酸蓄电池充电时放出热量使电池温度升高
1.1 充电电流流过蓄电池内阻时内阻会产生热量，蓄电池
内阻分欧姆内阻和极化内阻，其中欧姆内阻的发热量符合焦耳定律，而极化内阻是非线性的，随电池温度和充电电流的大小而变化。
用旧的电池，内阻增高发热量就增大，充电时电池温度就容易超高。
1.2、充电时电解液析出的氧与负极的铅发生氧化反应，放出热量。充电末期电池大量析气，氧气在负极板复合为水，所放出的热量大大高于充电时内阻所放出的热量。
1.3、铅酸蓄电池充电时，电池散热条件不好会导致温度升高。铅酸蓄电池的散热主要有两个渠道。一个是析气带走热量，一个是热传导到外壳后再通过传导、辐射和对流散热。电动自行车使用的是改进型阀控式蓄电池，它的散热条件优于阀控式蓄电池。
1.4、充电时环境温度过高，比如气温超过35°C时充电就容易使电池温度超高。电池温度等于环境温度加上电池的温升。
1.5、三段式充电器故障或参数设置不当都能使电池温度升高。
三段式铅酸蓄电池充电器把充电过程分为三个阶段，即恒流充电阶段、高恒压充电阶段、低恒压充电阶段（浮充或涓流充电阶段）。
恒流充电阶段的充电速率为0.15C，C为蓄电池的容量。比如12Ah蓄电池恒流充电电流是1.8A，20Ah蓄电池恒流充电电流为3A。有的厂家追求快速充电而加大充电速率，将使电池升温速度加快，容易使电池温度超高。
高恒压充电阶段的恒压值通常设置为2.35V—2.45V之间（单元电池）。此电压低容易发生欠充电，此电压高容易发生过充电，电压高于2.5V很容易发生电池温度超高。铅酸蓄电池组中若出现一两只单元电池微短路，在高恒压充电时将使充电过程停留在高恒压充电阶段无法转换到低恒压充电阶段。
低恒压充电阶段的恒压值通常不高于2.3V这个安全电压。所以电动自行车在低恒压充电阶段几乎没有发生充电热失控的。而通信或电力部门备用电源的浮充电压往往高于2.3V，所以存在充电热失控的风险（注意：此电压若升高0.1V，就相当于环境温度升高了26°C。）。
还有一个重要参数叫转灯电流，由高恒压充电阶段转到低恒压充电阶段时，充电指示灯由红色转为绿色，俗称转灯。高恒压充电阶段的充电电流随着电池端电压的上升而减小，当充电电流减小到预设的转灯电流值时，充电器自动由高恒压充电变到低恒压充电。这个预设的转灯电流值小，转灯就延迟，容易发生不转灯。这个预设的转灯电流值大，转灯就提前，容易欠充电。通常12Ah蓄电池充电器的转灯电流设定为300—500mA; 20Ah蓄电池充电器转灯电流设定为500—700mA。
不能正常转灯的后果就是电池温度升高并大量析气。
2、铅酸蓄电池充电热失控的发生过程
三段式充电器设定的参数，是环境温度25°C时的参数。转灯之前电池温度往往达到最高值，假设因为某种原因导致高恒压充电末期电池温度达到60°C以上，电池端电压比25°C时降低了136mV。也就是高恒压充电电压与电池端电压之间的电压差增大了136mV。有可能导致充电电流降不到预设的转灯电流以下，甚至不降反升。就会继续以高恒压值充电，电池温度继续升高，电池端电压继续下降，充电电流继续增大，形成恶性循环永远不能转灯。这就是充电电流与电池温度形成了正反馈，充电系统进入了热失控状态。
三段式充电器一旦转灯，就进入了安全的涓流充电阶段，电池温度会逐渐降低，无论再继续充电多长时间都不会发生充电热失控，也就不会大量析气。
铅酸蓄电池充电系统发生了充电热失控以后，切断电源热失控就会终止，电池的温度会逐渐下降。这是和锂电池的最大区别，锂电池达到一定温度之后，切断电源也不一定能阻止电池自身热失控的发展。
从上面分析可知，充电器参数设置正常的情况下，导致铅酸蓄电池充电热失控的直接因素就是电池温度超高。
3、铅酸蓄电池遭遇机械碰撞发生内部极板短路或者铅酸蓄电池发生严重的外电路短路，无论后果如何，均与热失控无关。
三、铅酸蓄电池不会发生爆炸
有人用锂电池的热失控类推铅酸蓄电池，认为铅酸蓄电池也会因热失控导致电池自身短路爆炸。
锂电池爆炸是常见的，而铅酸蓄电池自身爆炸却只是人为猜测。火灾现场都没有提取到铅酸蓄电池爆炸的实体物证。
从铅酸蓄电池充电热失控可以看出，充电系统发生热失控的后果，只是电池发热、外壳鼓胀、大量析气而已。析出的气体有爆炸的危险，电池自身却不会发生爆炸。
铅酸蓄电池大电流放电甚至短路会导致电池温度升高、电解液气化。但不会发生电池热失控，也不会发生爆炸。
有人说铅酸蓄电池外部电路短路会导致电池内部铅体熔化断裂产生电火花，引起内部残余氢气爆炸（以前我也这样说过）。这种电池内部的混合气体爆炸，只有在铅体熔化断电的情况下才能发生。那么，我们就看看外部短路引起铅酸蓄电池内部铅体熔化的概率有多大。
电池连接线短路有两种，
一种是电弧性短路，电弧阻抗较高，持续时间又短，绝不会导致电池内部铅体熔化。
二是金属性短路（或熔焊性短路），短路电流由线路电阻和电池内阻决定。12Ah以下蓄电池的电极引出方式都采用接插件或锡焊连接，这种引出方式相当于加了保险，一旦有超大短路电流发生，这里必先烧毁或焊锡熔化而断路，哪里还能等到内部铅体的熔化。20Ah以上蓄电池的电极引出方式采用接线端子，它的电流承载能力大于焊接和接插件。但是，随着电池容量的增大，内部铅体的体积及电流承载能力也都加大了，短路电流达到内部铅体熔化之前，接线端子、线鼻子以及电池连接线早已无法承受而先行断路了，也不会危及电池内部的铅体。
外电路短路会使极板间的离子流增大，但是，离子流是相对均匀的分布在极板有效面积上，不会出现因严重热量分布不均而发生极板变形的现象。而且内部极板的面积远远大于外部短路导线的截面积，它承受瞬间大电流的能力也远大于外部短路导线的能力，所以，外部短路大电流可以把短路导线熔化烧断，而内部极板及其铅体连接件却能安然无恙。况且电池内部除了正负两块极板以外，中间还隔有一块饱含电解液的隔板，使得电池极板总成的包络体积远远大于外电路短路导线的体积，功率密度远远低于外电路导线的功率密度。短路电流大到使外电路烧毁的程度时，极板温度也许只升高几十度。持续的短路可以使电池温度因热量积累而升高，但极板各处不会出现巨大温差。极板不会变形短路使电池爆炸。
根据近年来的统计，电动自行车起火90%的原因是电线短路引起，主要是较粗的电池连接线短路。去掉锂电池的火灾，起码还有80%是铅酸蓄电池的电池连接线短路。
我们先不去区分火前与火后短路，也不去管火灾是否因短路引发，这近80%的电池连接线短路应该是真实的。却没有一例因电池连接线短路引发了铅酸蓄电池爆炸，也证明了铅酸蓄电池外电路短路不会引起电池爆炸。
铅酸蓄电池组即使有单元电池发生过热，相邻电池也不会因高温而诱发短路，更不会像锂电池组那样形成链锁爆炸。
在火场同样被火烧，锂电池可以爆炸而铅酸蓄电池只能损坏不能爆炸。
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