为什么跨接电缆的汽车电池周围的气体仅具有被点燃的危险？

如在“ 启动电池失效”中指出的那样：将黑线连接到电池负极或接地金属吗？，请将黑色跨接电缆连接到停电的汽车底盘上，以避免在电池附近连接期间产生火花，该火花可能被氢气包围。正如Paul在《为什么跳起时为什么要先连接红色/正极端子》中指出的那样？，这似乎极不可能，但好的，安全第一。

但是，建议将黑色电缆连接到底盘或发动机机体上裸露的金属上。一般汽车的发动机缸体不是那么大。我想知道，如果电池周围被一团氢气包围，并且我将黑色端子连接在发动机缸体另一端的某个地方，它是否仍会点燃该团气体？气体云是否紧紧围绕电池？另外，当您实际设法启动汽车时又如何呢？为什么在开车时没有从各种热源和火花源点燃气体云的风险？

我不是这个主题的专家，但我认为电池周围不会形成“气体云”。氢气是所有气体中最轻的一种（0.089 g / l），如果泄漏，则不会积聚。只要引擎盖打开，它就会简单地上升，因为它的密度小于空气，而空气中的氮（1.25 g / l）和氧（1.4285 g / l）要多得多。我的猜测是，将接收者的地面连接到机箱而不是连接负极电池柱的做法只是为了防止点燃电池本身的微小泄漏。

汽车起步时不应有任何明火。交流发电机，火花塞，火花塞电线，分配器和交流发电机如果处于良好状态，则不应裸露火花，而且它们通常离电池足够远。即使由于某种原因，您要启动的发动机很热，热量也不应该足够。氢气在〜500°C的大气中自燃，在引擎盖温度下不应超过〜100°C

这将变得有点技术性，但是即使您上过化学课，也应该可以理解。

氢什么时候有危险？

就像引擎中的燃料-空气混合物一样，氢只有在浓度范围内时才可燃烧。我们使用爆炸下限（LEL）和爆炸上限（UEL），它们是将点燃的气体（空气中）的浓度。对于氢气，LEL为4％，UEL大于75％，这意味着，如果氢气浓度达到4％，则该水平可能会被火花点燃。为了比较，大气中H ₂的自然浓度约为0.01％。

汽车电池如何产生氢气？

汽车的电池充满了36％的硫酸（SO ₄）和64％的水（H ₂ O）的混合物。当电池充电时，由于称为电解的过程而释放出氢气其中水在大于分解电压平衡的电压存在下分解为氢（H）和氧（O）。对于水，该电压为1.227V。单个铅酸电池的正常电压为2.1V，并且汽车电池中有六个串联（6 x 2.1 = 12.6V）。因为电池电压高于水的分解电压，所以几乎总是产生非常少量的气体。但是，当迫使最大电流进入一个已经充满电的电池时，会产生最坏的情况（氢最多）。这也是一个对温度敏感的反应，因此较高的温度往往会产生更多的气体。

产生多少氢？

我们感兴趣的反应是氢离子（H ⁺）变成氢气（H ₂）的反应。化学家会这样写：

2H ⁺ + 2e中^- - > H ^ ₂

这仅意味着两个氢离子加两个电子产生一个分子的氢气。（这也意味着气体来自负电极，但请记住，这是每个电池来的。）

跳过许多数学和化学细节，我们可以计算出，在25摄氏度（77华氏度）的温度下，每过1 Ah（安培小时）的过量充电，每个电池产生约0.45升氢气。因此，将10A充满电的6芯标准电池充满电一小时，将在25℃产生0.45 l / Ah x 6 x 10A x 1 h = 27 l的氢气。为了避免这种危险，我们需要至少4％的浓度，因此我们需要空气+氢气的总体积不超过675升。跳跃启动通常不会占用一个小时，并且通常不会涉及对已经充满电的电池过度充电。

氢气去哪里？

曾经听说过兴登堡号灾难的任何人都知道，氢气不仅比空气轻，而且可燃。因为它比空气轻，所以从电池释放的任何氢气都倾向于上升。

底线

在典型的汽车电池引擎盖下放置方法中，打开引擎盖后，大部分氢气将无害地释放到大气中，但是随着汽车的启动，可能会产生更多的氢气。这就是为什么引擎盖应该保持打开状态的原因，也是一种好的做法，首先连接（和首先断开）负极连接，使之尽可能远离电池。

汽车设计人员已经进行了这些计算，即使在极端的充电系统故障情况下，发动机罩下的浓度也远远低于4％。例如，诸如IEEE 484之类的标准描述的设计目标不超过2％。

首先，将正极跳线连接在负极跳线之前的原因是，如果其滑脱，则在连接负极跳线之前会注意到这一点。如果先连接负极，然后再连接正极，则鳄鱼夹中的一个可能会滑脱，与其中一辆汽车的底盘接触，从而使电池短路并导致巨大电流流过，从而导致起火。对于现代的带盖跳线，这已不再是一个问题。

其次，将负跳线连接到失效车辆的发动机缸体上的最重要原因是为了更好地连接至起动机电动机。起动机马达的接地通过其底盘连接至发动机缸体，因此，最有效的起动发生在跨接线连接到发动机缸体时。连接到电池端子会导致从跨接线到起动机马达的路径更长，因此应避免，因为这会使起动效率降低。

另一方面，将负极导线连接到发动机缸体会增加对失效车辆电池的电阻，从而避免了过多的充电电流。将负极引线连接到停电车辆的电池将提供较高的充电电流（但如上所述，启动电流较低）。