Почему возгораются электросамокаты? Как стандарты безопасности батарей 21700 предотвращают взрывы

В наши дни электросамокаты можно увидеть повсюду вокруг нас, они носятся по улицам города. Но недавно многих людей начал беспокоить один вопрос: возгорание батарей. Давайте подробнее разберемся, что происходит с литий-ионными батареями, которые питают наши любимые электросамокаты.

Общие причины возгорания литий-ионных батарей в электросамокатах

Литий-ионные батареи являются источником питания для миллионов электросамокатов по всему миру. Они накапливают большое количество энергии, что очень удобно, но такая высокая энергетическая плотность также сопряжена с некоторыми потенциальными рисками. Одной из самых страшных ситуаций является термический выброс. Это как эффект домино при перегреве, который может привести к возгоранию. Обычно всё начинается с внутреннего короткого замыкания. Причин такого замыкания может быть несколько. Возможно, батарея получила механические повреждения, например, когда электросамокат сильно упал. Иногда это связано с производственными дефектами, ведь не все батареи создаются идеально. Также наши привычки в зарядке играют важную роль. Если мы перезаряжаем батарею, заставляя её превышать предел напряжения, это создаёт огромное напряжение на маленьких электрохимических ячейках внутри. Кроме того, если батарея подвергается воздействию экстремальных температур — будь то слишком жарко или холодно, это ускоряет её старение. Даже маленькая дырочка на корпусе батареи может стать большой проблемой. Этот маленький прокол может повредить разделитель между анодом и катодом, создавая условия, способствующие возникновению искры.

Роль дизайна батареи 21700 в предотвращении возгорания

К счастью, современная технология пришла на помощь. Аккумуляторные элементы формата 21700 играют свою роль. Они предложили три очень умных инновации для решения проблем безопасности, о которых мы только что упомянули. Во-первых, взгляните на их размер и форму. Они больше и цилиндрические, с диаметром 21 мм и высотой 70 мм. По сравнению со старой моделью 18650 это делает их более структурно устойчивыми. Это как строительство более прочного дома для компонентов аккумулятора. Во-вторых, они улучшили катод. Использование передового никель-кобальт-алюминиевого (NCA) катода означает, что аккумулятор может лучше справляться с теплом. Он может даже противостоять разложению при температурах до 150°C. Это огромный прогресс. И наконец, есть умная система управления батареей (BMS). Эти системы как маленькие хранители аккумулятора. Они постоянно мониторят напряжение каждого отдельного аккумуляторного элемента в реальном времени. Таким образом, если напряжение внезапно возрастает или аккумулятор начинает перегреваться, BMS автоматически отключит подачу питания. Все эти улучшения вместе успешно снизили уровень отказов на 40% по сравнению с аккумуляторами, которые мы использовали раньше.

Практические шаги по снижению риска возгорания электросамокатов

Как пользователи электросамокатов, мы также играем важную роль в предотвращении возгорания батарей. Есть три простых вещи, которые мы можем сделать. Во-первых, всегда используйте зарядное устройство, рекомендованное производителем, и убедитесь, что оно соответствует входным характеристикам аккумулятора. Может быть соблазн использовать универсальное зарядное устройство, но такие устройства часто не могут правильно регулировать напряжение. Это как попытка открыть дверь неправильным ключом. Не сработает и может даже вызвать проблемы. Во-вторых, место хранения наших электросамокатов имеет значение. Храните их в сухом месте и следите за температурой, желательно ниже 25°C. Это помогает предотвратить утечку электролита внутри батареи. Наконец, есть очень практичное правило зарядки 80-20. Не допускайте разрядки батареи ниже 20%, и прекращайте зарядку, когда она достигнет 80%. Это помогает снизить нагрузку на элементы батареи. Если вы не планируете использовать электросамокат в течение длительного времени, например, для долгосрочного хранения, убедитесь, что заряд батареи поддерживается на уровне 50%, и храните его в огнеупорном контейнере. Многие обычные водители, как и мы, часто пренебрегают этим важным шагом, но он действительно может сделать большую разницу.

Как сертификация безопасности обеспечивает надежность батареи

Когда мы идем покупать электросамокат, как нам узнать, безопасна ли батарея? Именно здесь в игру вступают международные сертификаты, такие как UL 2271 и UN 38.3. Эти сертификации имеют очень строгие процедуры тестирования для литий-ионных батарей. Например, они подвергают батарею циклу температур на протяжении 360 часов, от экстремально холодных -40°C до жарких +70°C. Они также проводят 48-часовую симуляцию высоты, чтобы увидеть, как батарея работает в разных условиях. Также существует тест на проникновение гвоздя, который как раз таки говорит сам за себя. Они хотят увидеть, сможет ли батарея противостоять взрыву при этих экстремальных тестах. Сертифицированные батареи должны также выдерживать 150% от номинального напряжения без выделения любых опасных газов. Производители, которые получают эти сертификаты, должны доказать, что их батареи могут выдержать большое количество стресса. Им нужно соответствовать порогу сжатия более 13 килоньютонов, что примерно эквивалентно весу среднеразмерного автомобиля. Это означает, что даже если электросамокат попадет в аварию, батарея должна все еще сохранять свою структурную целостность.

Будущие инновации в технологии безопасности аккумуляторов

Будущее выглядит перспективным, когда речь идет о безопасности батарей электросамокатов. На горизонте появляются удивительные технологии будущего. Например, разрабатываются твердотельные электролиты. Это отлично, потому что они устраняют flamгорючие жидкие компоненты в батарее. Эксперты считают, что это может снизить риск возгорания на значительные 90%. Также существуют сепараторы, усиленные графеном. Они настолько чувствительны, что могут обнаруживать изменения внутреннего давления на 300% быстрее, чем материалы, которые мы используем сейчас. Это означает, что если что-то пойдет не так, они смогут отключить батарею раньше. Некоторые прототипы даже используют огнетушащие гели. Эти гели активируются при 100°C и покрывают поврежденные ячейки батареи огнезащитным веществом. И это еще не все. Разрабатываются также алгоритмы зарядки, управляемые искусственным интеллектом. Эти алгоритмы можно настраивать в зависимости от того, как мы используем наши электросамокаты. С помощью всех этих достижений цель состоит в том, чтобы практически ликвидировать катастрофические отказы батарей к 2030 году.