De ce explodează scooterurile electrice? Cum previne standardele de siguranță ale bateriei 21700 exploziile

În prezent, scooter-urile electrice se pot vedea peste noi oriunde, străbătând străzile orașului. Dar recent, o întrebare a rămas în mintea multor oameni: incendiile bateriilor. Să ne uităm mai profund să descoperim ce se întâmplă exact cu bateriile lițiu-ion care alimentează scooter-urile noastre iubite.

Cauze comune de incendii ale bateriilor lițiu-ion în scooter-urile electrice

Bateriile litiu-ion sunt sursa de energie pentru milioane de scooter electrice din întreaga lume. Ele stochează o cantitate mare de energie, ceea ce este minunat, dar această densitate energetică ridicată își aduce și unele riscuri potențiale. Una dintre cele mai terifičante situații este fuga termică. Este ca un efect domino al supraîncălzirii care poate duce la un incendiu. De obicei, totul începe cu un circuit scurt intern. Există diverse motive pentru acest circuit scurt. Poate că bateria a suferit daune fizice, cum ar fi când scooterul electric cade puternic. Uneori, este datorită defectelor de fabricație, deoarece nu toate bateriile sunt fabricate perfect. De asemenea, obiceiurile noastre de reîncărcare joacă un rol important. Dacă suprareîncărcăm bateria, făcând-o să depășească limita sa de voltaj, aceasta va pune o presiune mare asupra celulelor electrochimice mici din interior. În plus, dacă bateria este expusă temperaturilor extreme, fie că este foarte cald sau foarte rece, va accelera procesul său de învechire. Chiar un mic perfoiu pe etuiul bateriei poate fi un mare problema. Acel mic gaurăș poate dauna separatorului dintre anod și catod, creând condiții favorabile aparitiei de scânteieri.

Rolul designului bateriei 21700 în prevenirea incendiilor

Fortunat, tehnologia modernă a intervenit pentru a ajuta. Celulele de baterie 21700 joacă un rol important. Ele au adus trei inovații foarte ingenioase pentru a aborda problemele de siguranță despre care am vorbit mai sus. În primul rând, priviți la dimensiunea și forma lor. Ele sunt mai mari și cilindrice, cu un diametru de 21 mm și o înălțime de 70 mm. Comparativ cu modelul anterior 18650, acestea le fac mai stabilă structurilor. E ca și cum ai construi o casă mai solidă pentru componente. Al doilea punct este că ele au îmbunătățit catoda. Folosirea unei catoze avansate din nici-cobalt-aluminiu (NCA) înseamnă că bateria poate să reziste mai bine la căldură. Aceasta poate chiar să resiste descompunerii la temperaturi până la 150°C. Acest lucru reprezintă o îmbunătățire majoră. Apoi există sistemul inteligent de gestionare a bateriei (BMS). Aceștia sunt ca niște mici pazați ai bateriei. Ei monitorizează continuu tensiunea fiecărei celule individuale ale bateriei în timp real. Deci, dacă tensiunea crește brusc sau bateria începe să se suprăcalească, BMS-ul va opri automat alimentarea cu energie electrică. Toate aceste îmbunătățiri combinate au redus cu succes rată de eșec cu până la 40% față de bateriile pe care le foloseam în trecut.

Pași practici pentru a reduce riscul de incendiu al scooterelor electrice

Ca utilizatori de scooter electrice, jucăm și noi un rol important în prevenirea incendiilor bateriilor. Sunt trei lucruri simple pe care le putem face. În primul rând, să folosim întotdeauna încărcatorul recomandat de fabricant și să ne asigurăm că se potrivește cu specificațiile de intrare ale bateriei. S-ar putea să fiți tentați să folosiți un încărcator universal, dar aceste încărcatoare nu pot reguliza adesea tensiunea corespunzător. E ca și cum ați încerca să deschideți o ușă cu o cheie greșită. Nu va funcționa și poate chiar să cauzeze probleme. Al doilea lucru este că locul unde stocăm scooter-urile noastre electrice contează. Stocați-le într-un loc uscat și asigurați-vă că temperatura este controlată, preferabil sub 25°C. Acest lucru ajută la prevenirea scurgerii electrolitului din interiorul bateriei. În sfârșit, există o regulă foarte practică de 80-20 pentru încărcare. Nu lăsați bateria să se epuizeze sub 20%, și opriți încărcarea când atinge 80%. Acest lucru contribuie la reducerea stresului asupra celulelor de baterie. Dacă nu planificați să folosiți scooter-ul electric pentru o perioadă, cum ar fi în cazul stocării pe termen lung, asigurați-vă că sarcina bateriei este menținută la 50% și stocați-o într-un recipient proof împotriva focului. Mulți conducitori obișnuiți precum noi ignorăm adesea acest pas important, dar poate face o diferență semnificativă.

Cum certificările de siguranță asigură fiabilitatea bateriilor

Când mergem să cumpărăm un scooter electric, cum știm dacă bateria este sigură? Acolo intervin certificările internaționale precum UL 2271 și UN 38.3. Aceste certificări au proceduri de testare foarte stricte pentru bateriile lițiu-ion. De exemplu, ele supun bateriei unui ciclu de temperatură de 360 de ore, care variază de la o temperatură extrem de rece de -40°C până la o temperatură caldă de +70°C. Ele efectuează și o simulare de altitudine de 48 de ore pentru a vedea cum se comportă bateria sub diferite condiții. Apoi există testul de penetrație cu chibrit, exact așa cum sugerează numele său. Ei vor să vadă dacă bateria poate rezista exploziei sub aceste teste extreme. Bateriile certificate trebuie să poată rezista și unei tensiuni de 150% din valoarea nominală fără a elibera gaze periculoase. Producătorii care obțin aceste certificări trebuie să dovedească că bateriile lor pot rezista unor cantități mari de stres. Trebuie să atingă un prag de compresie de peste 13 kilonewtoni, ceea ce este aproximativ echivalent cu greutatea unei mașini mici sau medii. Acest lucru înseamnă că chiar și dacă scooterul electric are un accident, bateria ar trebui să mențină integritatea sa structurală.

Inovări viitoare în tehnologia de siguranță a bateriilor

Viitorul arată promițător când vine vorba de siguranța bateriilor scooterelor electrice. Există unele tehnologii fantastic care apar pe orizont. De exemplu, se dezvoltă electroliti solid-stata. Acest lucru este minunat deoarece elimină componente liquide inflamabile din baterie. Experții cred că aceasta are potențialul de a reduce riscul de incendiu cu un semnificativ 90%. Există și separatoare reinforțate cu grafen. Acestea sunt atât de sensibile încât pot detecta schimbările de presiune interne cu 300% mai repede decât materialele pe care le folosim acum. Acest lucru înseamnă că dacă ceva nu merge bine, ele pot opri bateria mai devreme. Unele prototipuri folosesc chiar geluri exterctorice. Aceste geluri se activează la 100°C și acopere celulele bateriei avariate cu o substanță retardantă pentru foc.Și acesta nu e tot. Se dezvoltă și algoritmi de incărcare bazate pe IA. Acești algoritmi pot fi ajustați în funcție de modul în care utilizăm scooterurile electrice. Cu toate aceste progrese, scopul este aproape să se elimine eșecurile catastrofale ale bateriilor până în 2030.