چرا حریق در اسکوتر‌های الکتریکی رخ می‌دهد؟ چگونه استانداردهای ایمنی باتری 21700 انفجار را جلوگیری می‌کند؟

امروزه، دوچرخه‌های برقی در همه‌جا دور ما دیده می‌شوند و در خیابان‌های شهر به طور سریع حرکت می‌کنند. اما اخیراً، یک سوال در ذهن بسیاری از مردم وجود دارد: حادثه‌های آتش‌گیری باتری. بیایید به طور عمیقی بررسی کنیم که دقیقاً چه چیزی در باتری‌های لیتیوم-یونی که دوچرخه‌های برقی ما را تغذیه می‌کنند، اتفاق می‌افتد.

عوامل مشترک ایجاد آتش در باتری های لیتیوم-یون در سکوترهای الکتریکی

باتری‌های لیتیوم-یون منبع توان برق میلیون‌ها دوچرخه برقی در سراسر جهان هستند. آن‌ها انرژی زیادی ذخیره می‌کنند، که این موضوع عالی است، اما این چگالی انرژی بالا نیز با برخی ریسک‌های پتانسیل همراه است. یکی از وضعیت‌های ترسناک‌تر حرارت زیاد غیرقابل کنترل (Thermal Runaway) است. شبیه به اثر دامنه‌ای از فروگیری گرمایی است که می‌تواند منجر به آتش‌سوزی شود. معمولاً این موضوع با یک مدار کوتاه داخلی شروع می‌شود. و دلایل مختلفی برای این مدار کوتاه وجود دارد. شاید باتری آسیب فیزیکی دیده باشد، مثل زمانی که دوچرخه برقی سقوط سختی می‌کند. گاهی این موضوع به عیوب تولید مربوط است، چرا که همه باتری‌ها به صورت کامل ساخته نمی‌شوند. همچنین، عادات شارژ ما نقش مهمی دارند. اگر باتری را بیش از حد شارژ کنیم و ولتاژ آن از حد مجاز عبور کند، فشار زیادی روی سلول‌های الکتروشیمیایی کوچک داخلی قرار خواهد داد. علاوه بر این، اگر باتری به دمای فراگیر معرض قرار گیرد، چه گرم و چه سرد، فرآیند پیر شدن آن راريع می‌کند. حتی یک سوراخ کوچک در جلد باتری می‌تواند مشکل بزرگی باشد. این سوراخ کوچک می‌تواند جداکننده بین آنود و کاتد را آسیب برساند و شرایطی را ایجاد کند که مستعد ایجاد شرکت‌های الکتریکی است.

نقش طراحی باتری 21700 در جلوگیری از حریق

بخت خوش، فناوری مدرن وارد شده تا کمک کند. سلول‌های باتری 21700 نقش خود را ایفا می‌کنند. آنها سه نوآوری بسیار باهوش ارائه داده‌اند تا به مسائل امنیتی که اخیراً ذکر شد، پاسخ دهند. ابتدا، به اندازه و شکل آنها نگاه کنید. آنها بزرگتر و استوانه‌ای هستند، با قطر 21 میلی‌متر و ارتفاع 70 میلی‌متر. در مقایسه با مدل قدیمی 18650، این موضوع باعث می‌شود که ساختار آنها پایدارتر باشد. شبیه به ساخت خانه‌ای محکم‌تر برای مولفه‌های باتری است. دوم، آنها کاتد را بهبود بخشیده‌اند. استفاده از کاتد پیشرفته نیکل- kobalt-aluminum (NCA) به این معناست که باتری می‌تواند بهتر با گرما مقابله کند. حتی می‌تواند تجزیه را در دمای بالای 150 درجه سانتی‌گراد مقاومت کند. این یک بهبود بزرگ است. بعد از این، سیستم مدیریت باتری (BMS) هوشمند وجود دارد. این‌ها شبیه حامیان کوچک باتری هستند. آنها به طور مداوم ولتاژ هر سلول باتری را به صورت زنده نظارت می‌کنند. بنابراین، اگر ولتاژ به طور ناگهانی افزایش یابد یا باتری شروع به گرم شدن بیش از حد کند، BMS به طور خودکار تأمین قدرت را قطع می‌کند. تمام این بهبودها باعث کاهش نرخ شکست تا 40٪ شده است نسبت به باتری‌هایی که در گذشته استفاده می‌کردیم.

گام‌های عملی برای کاهش ریسک اشتعال سکوتر الکتریکی

به عنوان کاربران سکوتر برقی، ما نیز نقش مهمی در جلوگیری از این soates آتش باطری داریم. سه کار ساده می‌توانیم انجام دهیم. اولین کار این است که همیشه شارژر توصیه شده توسط سازنده را استفاده کنید و مطمئن شوید که با مشخصات ورودی باطری سازگار باشد. شاید تemptation داشته باشید از یک شارژر یکپارچه استفاده کنید، اما این نوع شارژرها اغلب نمی‌توانند ولتاژ را به درستی تنظیم کنند. شبیه به این است که بخواهید با کلید نادرست درب را باز کنید. کار نخواهد کرد و حتی ممکن است مشکلات ایجاد کند. دوم، محلی که سکوتر برقی ما را ذخیره می‌کنیم اهمیت دارد. آنها را در جای خشک نگه دارید و مطمئن شوید دمای محیط تحت کنترل باشد، بهتر است زیر 25 درجه سانتیگراد باشد. این کمک می‌کند جریان الکترولیت داخل باطری از فرار جلوگیری شود. سرانجام، قانون شارژ عملی 80-20 وجود دارد. باتری را اجازه ندهید کمتر از 20٪ برسد، و وقتی به 80٪ می‌رسد شارژ را متوقف کنید. این کمک می‌کند تنش روی سلول‌های باطری را کاهش دهد. اگر برنامه ریزی می‌کنید برای مدت طولانی سکوتر برقی خود را استفاده نکنید، مانند ذخیره سازی بلندمدت، مطمئن شوید بار باطری حفظ شده در حدود 50٪ باشد و آن را در ظرف مقاوم به آتش نگه دارید. بسیاری از سواران عادی مثل ما اغلب این مرحله مهم را فراموش می‌کنیم، اما واقعاً می‌تواند تفاوت زیادی ایجاد کند.

چگونه گواهینامه‌های ایمنی اطمینان از قابلیت اعتماد باتری فراهم می‌کند

وقتی می‌رویم یک سکوتر برقی بخریم، چطور می‌دانیم اگر باتری آن امن است؟ جایی که گواهینامه‌های بین‌المللی مثل UL 2271 و UN 38.3 نقش دارند. این گواهینامه‌ها فرآیندهای آزمایش بسیار سختی برای باتری‌های لیتیوم-یون دارند. به عنوان مثال، باتری را در یک چرخه دما طی 360 ساعت قرار می‌دهند که از دماهای خیلی سرد -40°C تا دماهای گرم +70°C می‌پیماید. همچنین آزمایش شبیه‌سازی ارتفاع طی 48 ساعت انجام می‌شود تا مشخص شود باتری تحت شرایط مختلف چگونه عمل می‌کند. بعد از این آزمایش نفوذ میله فلزی، که دقیقاً همانطور که نامش فراهم می‌کند، انجام می‌شود. آن‌ها می‌خواهند ببینند که آیا باتری تحت این آزمایش‌های شدید قادر به مقاومت در برابر انفجار است. باتری‌های گواهینامه‌دار باید قادر باشند ولتاژ 150٪ بیشتر از ولتاژ نامبرد را بدون انتشار گاز خطرناک تحمل کنند. تولیدکنندگانی که این گواهینامه‌ها را کسب می‌کنند باید ثابت کنند که باتری‌هایشان می‌توانند تنش زیادی را تحمل کنند. آن‌ها باید یک حد فشاری بالغ بر 13 کیلو نیوتن، که معادل وزن یک ماشین متوسط است، را صمد باشند. این بدان معناست که حتی اگر سکوتر برقی در حادثه‌ای درگیر شود، باتری باید هنوز نظم ساختاری خود را حفظ کند.

نوآوری‌های آینده در فناوری ایمنی باتری

آینده در مورد ایمنی باتری‌های سکوتر الکتریک بسیار وعده‌برانگیز به نظر می‌رسد. فناوری‌های شگفت‌انگیزی در حال ظهور هستند. برای مثال، الکترولیت‌های حالت جامد در حال توسعه هستند. این موضوع عالی است زیرا آنها مؤلفه‌های مایع قابل اشتعال را از باتری حذف می‌کنند. خبرگان باور دارند که این فناوری می‌تواند خطر حریق را تا ۹۰٪ کاهش دهد. همچنین، جداکننده‌های تقویت‌شده با گرافن وجود دارند که به اندازه‌ای حساس هستند که تغییرات فشار داخلی را ۳۰۰٪ سریع‌تر از موادی که اکنون استفاده می‌کنیم، تشخیص می‌دهند. این بدین معناست که اگر مشکلی پیش بیاید، آنها باتری را قبل از زمان بسته می‌کنند. برخی از نمونه‌های اولیه حتی از ژلهای خاموش‌کننده حریق استفاده می‌کنند. این ژل‌ها در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد فعال می‌شوند و سلول‌های باتری آسیب‌دیده را با یک ترکیب ضدحریق پوشانده می‌کنند. و این همه نیست. الگوریتم‌های شارژ مبتنی بر هوش مصنوعی نیز در حال توسعه هستند. این الگوریتم‌ها می‌توانند بر اساس نحوه استفاده ما از سکوترهای الکتریکی تنظیم شوند. با تمام این پیشرفت‌ها، هدف این است که تا سال ۲۰۳۰ شکست‌های بحرانی باتری تقریباً حذف شود.