Warum treten Brände bei E-Scootern auf? Wie 21700-Batterie-Sicherheitsstandards Explosionen verhindern

Heutzutage können wir überall um uns herum elektrische Roller sehen, die durch die Straßen der Stadt sausen. Doch kürzlich beschäftigt eine Frage viele Menschen: Batteriebrände. Lasst uns genauer hinschauen, was genau mit den Lithium-Ionen-Batterien los ist, die unsere geliebten Elektroroller antreiben.

Häufige Ursachen von Lithium-Ionen-Batteriebränden in Elektrorollern

Lithium-Ionen-Batterien sind die Energiequelle für Millionen von Elektro-Scootern weltweit. Sie speichern eine große Menge an Energie, was zwar großartig ist, aber diese hohe Energiedichte birgt auch einige potenzielle Risiken. Eine der erschreckendsten Situationen ist der thermische Aussetzer. Es ist wie ein Dominoeffekt des Überhitzens, der zu einem Feuer führen kann. Normalerweise beginnt es mit einer internen Kurzschlussstörung. Und es gibt verschiedene Gründe für diesen Kurzschluss. Vielleicht hat die Batterie physische Schäden erlitten, zum Beispiel wenn der Elektro-Scooter einen harten Sturz erleidet. Manchmal liegt es an Fertigungsmängeln, denn nicht alle Batterien werden perfekt hergestellt. Auch unsere eigenen Ladegewohnheiten spielen eine wichtige Rolle. Wenn wir die Batterie überladen und sie dabei ihr Spannungslimit überschreiten lassen, belastet dies stark die kleinen elektrochemischen Zellen im Inneren. Darüber hinaus wird der Alterungsprozess der Batterie beschleunigt, wenn sie extremer Hitze oder Kälte ausgesetzt ist. Selbst ein kleines Loch in der Batteriehülle kann ein großes Problem sein. Diese kleine Öffnung kann den Separator zwischen Anode und Kathode beschädigen und so Bedingungen schaffen, die Funkenentstehung begünstigen.

Die Rolle des 21700-Batterie-Designs bei der Brandverhütung

Glücklicherweise hat die moderne Technologie eingegriffen und hilft. Die 21700 Akkuzellen spielen hier ihre Rolle. Sie haben drei sehr clevere Innovationen entwickelt, um die Sicherheitsprobleme anzugehen, die wir gerade erwähnt haben. Erstens, schauen Sie sich ihre Größe und Form an. Sie sind größer und zylindrisch, mit einem Durchmesser von 21 mm und einer Höhe von 70 mm. Im Vergleich zum alten 18650-Modell macht dies sie strukturell stabiler. Es ist wie das Bauen eines stärkeren Hauses für die Batteriekomponenten. Zweitens haben sie die Kathode verbessert. Die Verwendung einer fortgeschrittenen Nickel-Cobalt-Aluminium (NCA)-Kathode bedeutet, dass der Akku besser mit Hitze umgehen kann. Er kann sogar eine Zersetzung bei Temperaturen bis zu 150°C widerstehen. Das ist ein riesiger Fortschritt. Dann gibt es das intelligente Battery Management System (BMS). Diese sind wie die kleinen Wächter des Akkus. Sie überwachen kontinuierlich in Echtzeit die Spannung jeder einzelnen Akkuzelle. Also, wenn die Spannung plötzlich ansteigt oder der Akku beginnt, überzuheizen, wird das BMS den Stromfluss automatisch abstellen. All diese Verbesserungen zusammen haben die Ausfallrate im Vergleich zu den in der Vergangenheit verwendeten Akkus um bis zu 40 % gesenkt.

Praktische Schritte, um das Risiko von E-Scooter-Bränden zu reduzieren

Als Elektro-Roller-Fahrer spielen wir ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Verhinderung dieser Batteriebrände. Es gibt drei einfache Dinge, die wir tun können. Erstens sollten wir immer den vom Hersteller empfohlenen Ladegerät verwenden und sicherstellen, dass es mit den Eingabeeigenschaften der Batterie übereinstimmt. Man könnte versucht sein, ein universelles Ladegerät zu verwenden, aber diese Ladegeräte können oft die Spannung nicht richtig regulieren. Es ist wie das Versuchen, eine Tür mit dem falschen Schlüssel zu öffnen. Es funktioniert nicht und kann sogar Probleme verursachen. Zweitens spielt der Ort, wo wir unsere Elektro-Roller aufbewahren, eine Rolle. Lagern Sie sie an einem trockenen Ort und stellen Sie sicher, dass die Temperatur kontrolliert wird, am besten unter 25°C. Dies hilft, das Austrittsmedium in der Batterie vor dem Lecken zu schützen. Schließlich gibt es eine sehr praktische 80-20-Lade-Regel. Lassen Sie die Batterie nicht unter 20 % runtergehen und hören Sie auf zu laden, wenn sie 80 % erreicht hat. Dadurch wird der Druck auf die Batteriezellen reduziert. Wenn Sie nicht planen, Ihren Elektro-Roller für eine Weile zu benutzen, zum Beispiel für eine langfristige Lagerung, stellen Sie sicher, dass die Batterieladung bei 50 % bleibt, und lagern Sie sie in einem feuerfesten Behälter. Viele normale Fahrer wie wir übersehen oft diesen wichtigen Schritt, aber er kann wirklich einen großen Unterschied machen.

Wie Sicherheitszertifikate die Zuverlässigkeit von Batterien gewährleisten

Wenn wir ein Elektro-Roller kaufen gehen, wie können wir wissen, ob die Batterie sicher ist? Da kommen internationale Zertifizierungen wie UL 2271 und UN 38.3 ins Spiel. Diese Zertifizierungen haben sehr strenge Testverfahren für Lithium-Ionen-Batterien. Zum Beispiel unterziehen sie die Batterie einem Temperaturzyklus von 360 Stunden, der von extrem kalten -40°C bis zu heißen +70°C reicht. Sie führen auch einen 48-Stunden-Höhen-Simulationstest durch, um zu sehen, wie die Batterie unter verschiedenen Bedingungen performt. Dann gibt es den Nageldurchstoß-Test, genau wie der Name schon sagt. Sie möchten sehen, ob die Batterie Explosionen unter diesen extremen Tests widerstehen kann. Zertifizierte Batterien müssen außerdem in der Lage sein, 150 % der nominalen Spannung zu ertragen, ohne gefährliche Gase abzugeben. Hersteller, die diese Zertifikate erhalten, müssen beweisen, dass ihre Batterien viel Stress aushalten können. Sie müssen eine Druckgrenze von über 13 Kilonewton erreichen, was ungefähr dem Gewicht eines mittelgroßen Autos entspricht. Das bedeutet, dass selbst bei einem Unfall des Elektro-Rollers die Batterie ihre Strukturintegrität beibehalten sollte.

Zukünftige Innovationen in der Batteriesicherheitstechnologie

Die Zukunft sieht vielversprechend aus, wenn es um die Sicherheit von Elektrorollerbatterien geht. Es gibt einige erstaunliche aufkommende Technologien am Horizont. Zum Beispiel werden feste Elektrolyte entwickelt. Das ist großartig, weil sie die entzündlichen flüssigen Komponenten in der Batterie eliminieren. Experten glauben, dass dies das Brandsrisiko um ein beträchtliches 90 % reduzieren könnte. Es gibt auch mit Graphen verstärkte Trennschichten. Sie sind so empfindlich, dass sie innere Druckänderungen um 300 % schneller erkennen können als die Materialien, die wir derzeit verwenden. Das bedeutet, dass sie bei Problemen die Batterie früher abschalten können. Einige Prototypen verwenden sogar Brandschutzgel. Diese Gels aktivieren sich bei 100°C und bedecken die beschädigten Batteriezellen mit einer feuerhemmenden Substanz. Und das ist noch nicht alles. Auch künstlich-intelligenzgesteuerte Ladealgorithmen werden entwickelt. Diese Algorithmen können sich an unsere Nutzung von Elektrorollern anpassen. Mit all diesen Fortschritten besteht das Ziel darin, katastrophale Batteriefehler bis 2030 nahezu vollständig zu eliminieren.