Varför inträffar Bränder på Elektriska Skepp? Hur 21700 Batterisäkerhetsstandarder Förhindrar Explosioner

De senaste åren kan man se elektriska scooter överallt runt omkring oss, som susar genom stadsstrutarna. Senare har dock en fråga suttit många människor på hjärtat: batteribränder. Låt oss dyka in och ta reda på vad som egentligen pågår med de lithiumjonbatterier som drar våra älskade elektriska scooter.

Vanliga orsaker till lithiumjonbatteribränder i elektriska scooter

Lithiumjonbatterier är strömkällan för miljontals elektriska trampcyklar runt om i världen. De lagrar en stor mängd energi, vilket är bra, men denna höga energitäthet innebär också vissa potentiella risker. En av de mest skrämmande situationerna är termisk utslagning. Det är som en dominoeffekt av överhettning som kan leda till brand. Vanligtvis börjar det med en intern kortslutning. Och det finns olika orsaker till denna kortslutning. Kanske har batteriet drabbats av fysisk skada, som när den elektriska trampcykeln ramlar hårt ner. Ibland beror det på tillverkningsdefekter eftersom inte alla batterier är perfekt gjorda. Dessutom spelar våra egna laddningsvanor en viktig roll. Om vi överladdar batteriet och gör att det överskrider sin spänningsgräns, sätter vi en stor belastning på de små elektrokemiska cellerna inuti. Dessutom, om batteriet utsätts för extrem temperatur, oavsett om det är extremt varmt eller kallt, kommer det att accelerera dess åldrandeprocess. Även en liten pricka på batterihöljet kan vara ett stort problem. Den lilla hålen kan skada avskiljaren mellan anoden och katoden, vilket skapar förhållanden som är benägna att sparka.

Rollen för 21700-batteridesign i brandförebyggande

Tack vare modern teknik har vi fått hjälp. De 21700 battericellerna spelar sin roll. De har kommit på tre mycket smarta innovationer för att hantera de säkerhetsproblem vi nyss nämnt. För det första, titta på deras storlek och form. De är större och cylindriska, med en diameter på 21 mm och en höjd på 70 mm. Jämfört med den gamla 18650-modellen gör detta dem strukturellt mer stabila. Det är som att bygga ett starkare hus för batterikomponenterna. För det andra har de förbättrat katoden. Genom att använda en avancerad nikkel-kobolt-aluminium (NCA)-katod kan batteriet bättre hantera värme. Det kan till och med motstå nedbrytning vid temperaturer upp till 150°C. Detta är en enorm förbättring. Och sedan finns det den smarta Battery Management System (BMS). Dessa är som de lilla vakten för batteriet. De övervakar kontinuerligt spänningen på varje enskild battericell i realtid. Så om spänningen plötsligt stiger eller batteriet börjar överhettas, kommer BMS automatiskt att avbryta strömflödet. Alla dessa förbättringar kombinerade har lyckats minska misslyckandestopputskottet med upp till 40% jämfört med de batterier vi använde tidigare.

Praktiska steg för att minska risken för eltrampcykelbränder

Som användare av elektriska skoter spelar vi också en viktig roll i att förhindra dessa batterijöster. Det finns tre enkla saker vi kan göra. För det första, alltid använd laddaren som tillverkaren rekommenderar och se till att den matchar batteriets inmatningspecificeringskrav. Du kanske känner frestelsen att använda en universalladdare, men sådana laddare kan ofta inte reglera spänningen korrekt. Det är som att försöka låsa upp en dörr med fel nyckel. Det fungerar inte och kan till och med orsaka problem. För det andra, platsen där vi lagrar våra elektriska skoter spelar roll. Lagra dem på ett torrt ställe och se till att temperaturen är kontrollerad, föredagsvis under 25°C. Detta hjälper till att förhindra att elektrolyten inuti batteriet läcker. Slutligen finns det en mycket praktisk 80-20-laddningsregel. Låt inte batteriet släppas ner under 20%, och stoppa laddningen när den når 80%. Detta hjälper till att minska belastningen på battericellerna. Om du inte planerar att använda din elektriska skoter i någon tid, till exempel vid långtidslagring, se till att batteriladdningen hålls på 50% och lagra den i en brandfri behållare. Många vanliga cyklister som oss tendenser att överse detta viktiga steg, men det kan verkligen göra en stor skillnad.

Hur säkerhetscertifieringar garanterar batteriåterhämtningsförmåga

När vi går och köper en elskoter, hur vet vi då om batteriet är säkert? Då kommer internationella certifieringar som UL 2271 och UN 38.3 in i bilden. Dessa certifieringar har mycket strikta testförfaranden för lithiumjonbatterier. Till exempel utsätts batteriet för en temperaturcykel på 360 timmar, som sträcker sig från extremt kallt -40°C hela vägen till varmt +70°C. De utför också en höjdsimulering på 48 timmar för att se hur batteriet fungerar under olika villkor. Sedan finns det nagelpenetrationstestet, precis som namnet föreslår. De vill se om batteriet kan motstå explosion under dessa extremtest. Certifierade batterier måste också kunna hantera 150% av den nominella spänningen utan att släppa några farliga gaser. Tillverkare som får dessa certifikat måste visa att deras batterier kan stå emot mycket stress. De måste uppnå en kompressionsgräns på över 13 kilonewtons, vilket ungefär motsvarar vikten av en midsnstor bil. Detta betyder att även om elskotern kraschar ska batteriet fortfarande behålla sin strukturella integritet.

Framtidens innovationer inom batterisäkerhetsteknik

Framtiden ser lovande ut när det gäller säkerheten för batterier i elektriska kickskoter. Det finns några fantastiska kommande teknologier på horisonten. Till exempel utvecklas fasta elektrolyter. Detta är bra eftersom de tar bort de brandbara vätskekomponenterna i batteriet. Experter tror att detta har potential att minska brands risken med en betydande 90%. Det finns också grafenförstärkta separattorer. De är så känsliga att de kan upptäcka interna tryckförändringar 300% snabbare än de material vi använder nu. Detta betyder att om något går fel, kan de stänga av batteriet tidigare. Några prototyper använder till och med brandsläckande gel. Dessa gel aktiveras vid 100°C och täcker de skadade battericellerna med en branddämpande ämnesbildning. Och det är inte allt. AI-drivna laddningsalgoritmer utvecklas också. Dessa algoritmer kan anpassas enligt hur vi använder våra elektriska kickskoter. Med alla dessa framsteg är målet att nästan eliminera katastrofala batterifel fram till 2030.