在过去三周里，随着南加州社区遭受野火的蹂躏，无数 高度易燃的锂离子电池（存在于从 Apple AirPods 到 特斯拉 Cybertrucks 的各种设备中）陷入火海，并 向空气中释放了危险的化学污染物。许多电池，尤其是在电动自行车 和其他带有塑料充电电池外壳的产品中，在其外壳涂层中添加了阻燃剂，试图限制其易燃性。但本周发表在期刊 Environmental Science & Technology 上的研究人员表示，这些阻燃剂似乎对减缓火势蔓延作用不大，反而可能向空气中释放 *更多* 有害健康的毒素。
“从历史上看，为满足易燃性标准而使用阻燃剂，已导致产品（如儿童用品、家具和电子产品）存在已知的健康风险，而并未显示出实际的防火安全效益，”绿色科学政策研究所的科学家在文章中写道。
“我们质疑那些导致在塑料电池外壳中添加阻燃剂的要求，”他们补充道。
锂离子电池火灾为何如此危险
电池因其燃烧强度和持续时间而带来独特的挑战。当电池受损或暴露在高温下时（例如在火灾期间），会发生一种称为“热失控”的链式反应，导致电池温度失控升高直至最终燃烧。这些火灾以燃烧温度极高且容易复燃而闻名，因此难以扑灭。对于 大型电动汽车电池 来说尤其如此，它们储存的能量远比小型消费电子设备中的电池多。作为参考，一辆特斯拉 Model S 电动汽车 所含的锂量相当于大约一万部 iPhone。电池火灾也非常危险且难以预测。电池损坏可能在几天甚至几个月后才引发火球。这意味着负责在火灾后清理这些电池的清理人员必须假定他们正在处理看不见的定时炸弹。
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为应对这些威胁，一些锂离子电池制造商开始使用包含阻燃剂的塑料涂层，以符合各州的 易燃性标准。绿色科学政策研究所高级科学家 Lydia Jahl 表示，这种做法可能弊大于利。目前，Jahl 和她的同事表示，缺乏明确的研究证明这些化学物质确实能有效减缓电池火灾的蔓延。Jahl 表示，目前市场上锂离子电池使用这些化学物质的比例尚不清楚，但他们测试了几款电动自行车品牌，其塑料外壳显示出多种阻燃剂的标记。
她指出，令人担忧的是，为了遵守州火焰等级和安全标准，公司可能会选择使用涂有阻燃剂的廉价塑料。Jahl 提到，这些相同的阻燃化学物质也被 添加到电动汽车电池的电解液中。一旦电池损坏或暴露在高温下并开始化学反应，随之而来的火灾就过于强大，这些阻燃剂无法有效缓解。
“试图通过在塑料中添加阻燃剂来阻止热失控火灾，就像给潜艇装上纱门，”《点火手册》作者、火灾科学家 Vyto Babrauskas 在一份声明中说。“这是一种徒劳的努力，对抗一股压倒性的力量。”
如果发生热失控，阻燃剂可能有效几秒钟，但它们无法单独遏制火势。最终，阻燃剂本身会燃烧，并将额外的有毒化学物质释放到空气中。研究人员提到的阻燃剂主要使用有机卤化物和有机磷酸盐。过去的研究表明，这些物质在燃烧和吸入时可能与 神经、生殖和免疫系统损伤 的风险增加有关。它们还与 多种癌症风险增加 相关。
“当发生野火蔓延到城市地区时，会有各种各样的东西在燃烧，”Jahl 说。“电池外壳和人们家中的所有塑料，都可能混入那可怕的野火烟雾中。”
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无处不在的电池使自然灾害更难应对
消费者日常使用数量庞大且日益增长的锂离子电池，使得本已致命的自然灾害事件变得更加复杂。尽管这类电池可以追溯到 20 世纪 70 年代，但由于全球电动汽车的加速普及，其产量在过去十年中 迅速增加。在美国，电动汽车数量最多的莫过于大洛杉矶地区。加州能源委员会指出，在过去 15 年里，洛杉矶县的居民 据报道已注册了至少 581,000 辆插电式混合动力汽车和电动汽车。去年售出的车辆中，几乎有五分之一是电动汽车。即使没有阻燃涂层，损坏的电动汽车电池 也会释放多种有毒气体，包括氟化磷酰、氰化氢和氯化氢。
当地官员表示，这些车辆中的电池已经给消防员和清理人员带来了挑战，他们在废墟中搜寻。加州应急管理部门 据报道已派出危险品处理小组 到家中寻找损坏电池的迹象。这些清理团队需要穿戴防火服和一次性防护服，以及可以过滤电池可能泄漏的化学物质的特殊口罩。现场会带来额外的水，以迅速扑灭可能冒出的新火苗。他们的工作量很大。美国环保署表示，在 2023 年 茂宜岛大火 的清理过程中，它 移除了 94 辆电动和混合动力汽车中超过 30 吨的锂离子电池。洛杉矶大火的电池清理工作可能会让这些数字相形见绌。
“根据我们的估计，这可能将是历史上最大规模的锂离子电池收集和清理工作，”美国环保署负责帕利塞德斯和伊顿火灾清理事件的指挥官 Steve Calanog 本周早些时候 在接受《NBC 新闻》采访时表示。
更好的电池管理系统和不易燃的金属外壳可以帮助在不使用阻燃剂的情况下预防火灾
研究人员表示，解决这个日益严重的问题的最佳方法可能是首先关注如何防止电池起火。Jahl 和她在绿色科学政策研究所的同事表示，公司和地方监管机构可以实施更严格的质量保证和质量控制，以防止可能导致短路和起火的制造缺陷。美国一些议员此前曾 点名批评廉价制造且监管不严的中国电动自行车电池，称其特别容易发生危险故障。Jahl 表示，消费电子产品制造商还可以探索实施电池管理系统，该系统可以持续监控电池健康状况，并在检测到可能出现热失控的条件时暂时关闭系统。在某些情况下，采用涂有阻燃剂塑料外壳的产品，可以通过用不易燃的金属替代塑料来实现类似的防火等级。
“最终，如果我们能从一开始就阻止火灾发生，就不用试图通过添加阻燃剂来‘亡羊补牢’，”Jahl 说。
然而，即使是这些努力也可能效果有限。在最近洛杉矶野火等极端情况下，几乎没有什么能阻止电池与火灾路径中的其他一切一起燃烧。研究人员说，移除过量的阻燃剂不会阻止这种情况发生，但至少它们不会使本已危险的状况雪上加霜。
“这并不意味着我们应该停止使用电池，”Jahl 补充道。“在很多情况下，它们直接取代了汽油发动机或家用的大型天然气罐。它们绝对是有助于我们过渡到清洁能源的好事物。我们只是想谨慎行事，不要添加不必要的有害化学物质。”
