Zašto se gori e-skatere? Kako standardi sigurnosti baterija 21700 sprečavaju eksplozije

U našem vremenu, električni skutere mogu biti vidjeti svugdje oko nas, brzo prolazeći kroz ulice grada. No nedavno, pitanje koje muče mnoge ljude je: požari baterija. Pogledajmo detaljnije što se točno događa s litij-evionim baterijama koje snagovito naše voljene električne skutere.

Uobičajeni uzroci požara litij-evijskih baterija u električnim skuterima

Lithium-ion baterije su izvor energije za milijune električnih skuterova širom svijeta. Pohranjuju veliku količinu energije, što je odlično, ali ta visoka gustoća energije donosi i neke potencijalne rizike. Jedna od najstrašnijih situacija je termodinamička utjecanja. To je poput domina efekta pretopljenja koji može dovesti do vatre. Obično počinje s unutrašnjim kratkim spojem. Postoji mnogo razloga za taj kratki spoj. Možda je baterija patila fizičku štetu, kao što se događa kada električni skuter pala na tvrdu površinu. Ponekad je to posljedica proizvodnih defekata jer nisu sve baterije savršeno izrađene. Također, naše vlastite navike pri punjenju igraju važnu ulogu. Ako prepunimo bateriju, čineći da premaši svoj granični naprijed, stavit ćemo veliki stres na male elektrokemijske ćelije unutar nje. Također, ako je baterija izložena ekstremnim temperaturama, bilo da je vrlo vruće ili hladno, ubrzat će se proces starenja. Čak i mali probodak na omotaču baterije može biti veliki problem. Taj maleni otvor može oštetiti separator između anoda i katode, stvarajući uvjete propusnosti koja je podložna iskrištu.

Uloga dizajna baterije 21700 u sprečavanju požara

Na sreću, savremena tehnologija je skočila u pomoć. Baterijske ćelije 21700 igraju svoju ulogu. Izumili su tri vrlo pametna inovacije kako bi riješili sigurnosne probleme o kojima smo upravo spomenuli. Prvo, pogledajte na njihovu veličinu i oblik. One su veće i valjkaste, s promjerom od 21 mm i visinom od 70 mm. U usporedbi s starim modelom 18650, to ih čini strukturno stabilnijima. To je kao da izgrađujete čvršću kuću za komponente baterije. Drugo, poboljšali su katod. Korištenjem napredne nikl-kobalt-aluminijumske (NCA) katode znači da baterija može bolje rukovati toplinom. Može čak otporiti raspada pri temperaturama do 150°C. To je ogroman napredak. Također postoji pametni sustav upravljanja baterijom (BMS). Ti su kao maleni čuvari baterije. Neprestano prate napon svake pojedine baterijske ćelije u stvarnom vremenu. Dakle, ako se napon naglo poveća ili ako baterija počne pregrjevati, BMS će automatski isključiti dobiv energije. Sve ove nadogradnje kombinirane su uspješno smanjile stopu neuspjeha za do 40% u usporedbi s baterijama koje smo koristili u prošlosti.

Praktični koraci za smanjenje rizika požara električnih skuterova

Kao korisnici električnih skuterova, mi također igramo važnu ulogu u sprečavanju ognjenih gasića baterija. Postoji tri jednostavne stvari koje možemo učiniti. Prvo, uvijek koristite napajanje koje preporučuje proizvođač i osigurajte da odgovara ulaznim specifikacijama baterije. Možda vas privabi koristiti univerzalno napajanje, ali ta napajanja često ne mogu pravilno regulirati napetost. To je kao pokušaj otvaranja vrata krivim ključem. Neće raditi i može uzrokovati probleme. Drugo, mjesto gdje čuvamo naše električne skutere ima značenje. Čuvajte ih u suhom mjestu i osigurajte da je temperatura kontrolirana, najbolje ispod 25°C. To pomaže u sprečavanju izlivanja elektrolita iznutra baterije. Na kraju, postoji vrlo praktično 'pravilo 80-20'. Nemojte dopustiti da se baterija ispusti ispod 20%, i prestanite s punjenjem kada dosegne 80%. To pomaže u smanjenju stresa na celicama baterije. Ako ne planirate koristiti električni skuter za vrijeme, kao što je dugoročno čuvanje, osigurajte da je nivo punjenja baterije održan na 50% i čuvajte je u vatreopornoj kutiji. Mnogi obični vozači poput nas često zanemaruju ovaj važan korak, ali stvarno može napraviti veliku razliku.

Kako sigurnosne certifikacije osiguravaju pouzdanost baterija

Kada idemo kupiti električni scooter, kako znamo da li je baterija sigurna? Tu upravo dolaze u igru međunarodne certifikacije poput UL 2271 i UN 38.3. Ove certifikacije imaju vrlo stroge postupke testiranja za litij-ionijske baterije. Na primjer, podvrgavaju bateriju ciklusu temperature od 360 sati, rasponom od ekstremno hladnih -40°C sve do toplih +70°C. Također provode simulaciju visine od 48 sati kako bi vidjeli kako se baterija ponaša u različitim uvjetima. Postoji i test prodiranja češljem, baš kao što njegovo ime sugerira. Žele vidjeti može li baterija otporovati eksploziji u tim ekstremnim testovima. Certificirane baterije moraju također moći izdržati 150% nominalnog napona bez otpuštanja bilo kakvih opasnih plinova. Proizvođači koji dobiju ove certifikacije moraju dokazati da njihove baterije mogu izdržati mnogo stresa. Moraju ispunjavati pritisnu prag preko 13 kilonewtona, što je približno ekvivalentno težini srednje veličine automobila. To znači da čak i ako električni scooter sudari, baterija bi trebala još uvijek održavati svoju strukturnu integritet.

Buduće inovacije u tehnologiji sigurnosti baterija

Budućnost izgleda obećavajuće kada je riječ o sigurnosti baterija električnih skuterova. Na horizontu se pojavljuju neke neverovjatne nadolazeće tehnologije. Na primjer, razvijaju se čvrste elektrolite. To je odlično jer uklanjaju vatroopasne tekućine unutar baterije. Stručnjaci vjeruju da ovaj pristup može smanjiti rizik od vatre za impresivan 90%. Također postoje grafitenom pojačani separatori. Oni su toliko osjetljivi da mogu detektirati promjene unutarnjeg tlaka 300% brže nego materijali koje trenutno koristimo. To znači da će, ako dođe do problema, biti sposobni isključiti bateriju ranije. Neki prototipi čak koriste gume za gašenje vatra. Te gume aktiviraju pri temperaturi od 100°C i prekrivaju oštećene baterijske ćelije s vatrostalnim spojem. I to nije sve. Razvijaju se i algoritmi napuženi umjetnom inteligencijom. Ti algoritmi se mogu prilagoditi načinu na koji koristimo naše električne skutere. Sve sa ovim napredcima, cilj je gotovo potpuno eliminirati katastrofalne poništavanja baterija do 2030.