Prečo sa hořia e-scooter? Ako bezpečnostné štandardy baterií 21700 predchádzajú explóziam

Dnes môžeme po našich uliciach vidieť elektrické skútery všade okolo seba, rýchlo prejazdujúc ulice mesta. Nedávno však vznikla otázka, ktorá znepokojuje mnohých ľudí: požiare batérií. Pozrime sa bližšie, čo presne sa deje s litniovými batériami, ktoré pohania naše obľúbené elektrické skútery.

Bežné príčiny požiarov litniových batérií v elektrických skúteroch

Litijove ionové akumulátory sú zdrojom energie pre milióny elektrických skúterov po celom svete. Ukladajú veľké množstvo energie, čo je vynikajúce, ale táto vysoká energetická hustota prichádza aj s niektorými potenciálnymi rizikami. Jednou z najstrašnejších situácií je tepelná úniková reakcia. Je to ako domina efekt prehrievania, ktorý môže spôsobiť požiar. Obvykle začína internou krátkou spojnicou. A existujú rôzne dôvody tejto krátkej spojnice. Možno akumulátor utrpel fyzickú poškodenie, napríklad keď elektrický skúter upadne. Niekrát je to spôsobené výrobnými defektmi, pretože nie všetky akumulátory sú dokonale vyrobené. Taktiež naše vlastné návyky naťahovania hrajú dôležitú úlohu. Ak prenahradíme akumulátor a presiahneme jeho elektrickú obmedzenie, dajú tomu malé elektrochemické bunky vnútri veľký stres. Okrem toho, ak sa akumulátor dostane do extrémnych teplôt, či už je to veľmi horúco alebo studeno, ubrzuje sa proces jeho starnutia. Dokonca i malá diera na obalu akumulátora môže byť veľkým problémom. Tá malá diera môže poškodiť separátor medzi anódou a katódou, čím vytvorí podmienky predísnu propukania.

Rola dizajnu baterie 21700 v prevencii požiarov

Na fortuna, moderná technológia priniesla pomoc. Bateriové články typu 21700 hrajú svoju úlohu. Pridali tri veľmi chytré inovácie na riešenie bezpečnostných problémov, o ktorých sme práve hovorili. Najprv si pozrime ich rozmer a tvar. Sú väčšie a valcovité, s priemerom 21 mm a výškou 70 mm. V porovnaní so starým modelom 18650 ich to robí štrukturné stabilnejšími. Je to ako postaviť pevnšiu budovu pre komponenty baterie. Druhá vec je, že zlepšili katód. Použitím pokročilé katódy z niklu, kobaltu a aluminia (NCA) môže baterka lepšie reagovať na teplo. Dokonca odolá rozkladu pri teplotách až 150°C. To je obrovský pokrok. A potom tu máme inteligentný systém správy baterie (BMS). Tieto sú ako malí strážci baterie. Neustále monitorujú napätie jednotlivých bateriových článkov v reálnom čase. Takže ak sa napätie náhle zvýši alebo začne baterka prerážať, BMS automaticky preruší dodávku energie. Všetky tieto vylepšenia spolu úspešne znížili mieru zlyhania o až 40% v porovnaní s bateriami, ktoré používali v minulosti.

Praktické kroky na zníženie rizika požiarov elektrických skúterov

Ako používatelia elektrických kolies, hrajeme tiež dôležitú úlohu pri prevencii týchto požiarov batérií. Sú tu tri jednoduché veci, ktoré môžeme urobiť. Po prvé, vždy používajte nábojku odporučenú výrobcom a uistite sa, že odpovedá vstupným špecifikáciám batérie. Môžete byť pokušení použiť univerzálnu nábojku, ale tieto nábojky často nedokážu správne regulovať napätie. Je to ako keby ste skúšali otvoriť zámok nesprávnym kľúčom. Nebude to fungovať a môže to dokonca spôsobiť problémy. Po druhé, je dôležité, kam ukladáme naše elektrické kolieska. Ukladajte ich v suchom mieste a uistite sa, že je teplota pod kontrolou, preferovane nižšia ako 25°C. To pomáha predchádzať vytekaniu elektrolýtu z vnútra batérie. Nakoniec existuje veľmi praktické pravidlo 80-20 pre nabíjanie. Nedovoľte, aby sa batéria vyčerpala pod 20%, a prestanьте nabíjať, keď dosiahne 80%. Toto pomáha znížiť záťaž na bunky batérie. Ak nemáte v pláne používať elektrické koliesko niekoľko dlhší čas, napríklad pre dlhodobé ukladanie, uistite sa, že nabitie baterie je udržané na 50% a uložte ju do ohnivzdorného obalu. Mnoho bežných jazdcov, ako sme my, často zanedbáva túto dôležitú krok, ale naozaj môže urobiť veľký rozdiel.

Ako bezpečnostné certifikácie zabezpečujú spolehlivosť baterií

Keď ideme kúpiť elektrické kolíčko, ako vieme, či je batérie bezpečná? Tu sa pripájajú medzinárodné certifikáty ako UL 2271 a UN 38.3. Tieto certifikáty majú veľmi prísne testovacie postupy pre lihtium-ionové akumulátory. Napríklad podmetia batériu cyklu teploty trvajúceho 360 hodín, z extrémne studenej -40°C až po horkú +70°C. Pracujú aj s 48-hodinovou simuláciou výšky, aby zistili, ako sa batéria správa v rôznych podmienkach. Existuje tiež test na proniknutie hriebtom, presne tak, ako naznačuje jeho názov. Chcú vidieť, či sa batéria môže odolávať explózii pri týchto extrémnych testoch. Certifikované batérie musia tiež vydržať 150% nominalného napätia bez uvoľňovania akýchkoľvek nebezpečných plynov. Výrobcovia, ktorí získajú tieto certifikáty, musia dokázať, že ich batérie vydržia veľké množstvo stresu. Musia splniť kompresnú práhu vyššiu ako 13 kilonewtonov, čo je približne ekvivalentné hmotnosti strednej veľkosti auta. To znamená, že aj keď sa elektrické kolíčko zratočí, batéria by mala stále zachovať svoju štrukturálnu integritu.

Budúce inovácie v technológii bezpečnosti akumulátorov

Budúcnosť vyzerá obľubene v súvislosti so bezpečnosťou batérií elektrických skúterov. Na horizonte sa objavujú nejaké úžasné nové technológie. Napríklad sa vyvíjajú pevné elektrolyty. To je veľký kus, pretože odstránia hořlavé kapalné komponenty v batériách. Odborníci veria, že to môže znížiť riziko požiaru o významných 90 %. Existujú tiež separátory posilnené grafénom. Sú tak citlivé, že detekujú zmeny vnútorného tlaku o 300 % rýchlejšie ako materiály, ktoré používame teraz. To znamená, že ak niečo pôjde špatne, môžu vypnúť batériu skôr. Niektoré prototypy dokonca používajú hasiaciu gely. Tieto gely sa aktivujú pri 100 °C a pokrývajú poškodené bunky batérie hasiacou látkou. A to nie je všetko. Vyvíjajú sa aj algoritmy na náboj kuždované umelej inteligencie. Tieto algoritmy sa dajú prispôsobiť spôsobu, akým používame naše elektrické skútery. S všetkými týmito postupmi je cieľom téměř úplne elimínovať katastrofálne zlyhania batérií do roku 2030.