Чому вогні на електросамокатах? Як стандарти безпеки батарей 21700 запобігають вибухам

Сьогодні електросамокати можна побачити навколо нас повсюди, вони швидко рушують по вулицях міста. Але недавно багато хто почав задаватися питанням: пожежі батарей. Давайте детально розберемося, що саме відбувається з літій-іонними батареями, які забезпечують роботу наших улюблених електросамокатів.

Головні причини пожеж літій-іонних батарей у електросамокатах

Літій-іонні батареї є джерелом енергії для мільйонів електросамокатів у всьому світі. Вони зберігають велику кількість енергії, що дуже добре, але ця висока енергетична щільність також супроводжується деякими потенційними ризиками. Одна з найстрашніших ситуацій - термічна автономія. Це схоже на ефект доміно перегріву, який може призвести до вогню. Зазвичай все починається з внутрішнього короткого замикання. Існують різні причини такого короткого замикання. Можливо, батарея постраждала від фізичних пошкоджень, наприклад, коли електросамокат сильно впав. Іноді це відбувається через виробничі дефекти, адже не всі батареї виготовляються ідеально. Також наші власні звички заряджування грають важливу роль. Якщо ми перезаряджаємо батарею, дозволяючи їй перевищити ліміт напруги, це покладе великий стрес на маленькі електрохімічні коморки всередині. Крім того, якщо батарея піддається екстремальним температурам, чи то надто гарячим, чи то холодним, це прискорить її процес старіння. Навіть маленька пробивка на корпусі батареї може стати великим проблемою. Ця мала дірочка може пошкодити розділювач між анодом і катодом, створюючи умови, які схильні до іскри.

Роль дизайну батареї 21700 у предотвращенні пожеж

Щасливо, сучасна технологія прийшла на допомогу. Батарейні елементи 21700 виконують свою роль. Вони запропонували три дуже генійні інновації для вирішення питань безпеки, про які ми щойно згадували. По-перше, подивіться на їхні розміри та форму. Вони більші та циліндричні, з діаметром 21 мм та висотою 70 мм. У порівнянні з попередньою моделлю 18650, це робить їх більш структурно стійкими. Це ніби будувати більш міцний будинок для компонентів батареї. По-друге, вони покращили катод. Використання передового катода з никелем, кобальтом та алюмінієм (NCA) означає, що батарея краще впорається з теплом. Вона навіть може опірати розкладання при температурах до 150°C. Це велика перевага. І, нарешті, існує розумна система управління батареєю (BMS). Вони ніби маленькі стражі батареї. Вони постійно контролюють напругу кожного окремого батарейного елемента у режимі реального часу. Отже, якщо напруга раптово зростає або батарея починає перегріватися, BMS автоматично вимкне потужність. Усі ці покращення разом успішно зменшили частку викидів на 40% порівняно з батареями, які ми використовували раніше.

ПRACTИЧНІ КРОКИ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ РИСКУ ПОЖЕЖ ВИКОДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОСКАТЕРІВ

Ми, користувачі електричних скутерів, також відіграємо важливу роль у запобіганні пожеж на батареях. Є три прості речі, які ми можемо зробити. По-перше, завжди використовуйте зарядний пристрій, рекомендований виробником, і переконайтеся, що він відповідає специфікаціям акумулятора. Ви можете спокушатися використовувати універсальне зарядне, але ці зарядні часто не можуть регулювати напругу належним чином. Це як намагатися розчинити двері з неправильним ключем. Це не допоможе і може навіть викликати проблеми. По-друге, місце, де ми зберігаємо наші електричні скутери, має значення. Заховувати їх в сухому місці і контролювати температуру, бажано нижче 25°C. Це допомагає запобігти витоку електроліту всередині батареї. І нарешті, дуже практичне правило зарядки 80-20. Не дозволяйте батареї вичерпуватися нижче 20% і припиніть зарядку, коли вона досягне 80%. Це допомагає зменшити напругу на батарейні. Якщо ви не плануєте використовувати електроскатер деякий час, наприклад, для довгострокового зберігання, переконайтеся, що заряд акумулятора зберігається на рівні 50% і зберігайте його в вогнестійкій контейнері. Багато звичайних гонщиків, як ми, часто не помічають цей важливий крок, але він дійсно може зробити велику різницю.

Як сертифікація безпеки забезпечує надійність батареї

Коли ми йдемо купувати електросамокат, як ми можемо знати, чи є батарея безпечною? Саме тут вступають у дію міжнародні сертифікації, такі як UL 2271 і UN 38.3. Ці сертифікації мають дуже строгі процедури тестування для літій-іонних батарей. Наприклад, вони піддають батарею циклу температур тривалістю 360 годин, від екстремально холодної -40°C аж до гарячої +70°C. Вони також проводять 48-годинну симуляцію висоти, щоб побачити, як батарея працює при різних умовах. Потім є тест на проникнення гвоздем, саме як це слухається. Вони хочуть бачити, чи може батарея опоруватися вибуху під цими екстремальними тестами. Сертифіковані батареї також повинні витримувати 150% від номінального напругу без вивільнення будь-яких небезпечних газів. Виробники, які отримують ці сертифікації, повинні довести, що їхні батареї можуть витримувати велику кількість стресу. Вони повинні відповідати стисковому порогу більше 13 кілоньютонів, що приблизно еквівалентно вагі легкового автомобіля. Це означає, що навіть якщо електросамокат зіштовхнеться, батарея все ще повинна зберігати свою структурну цілісність.

Майбутні інновації в технології безпеки акумуляторів

Майбутнє виглядає перспективним, коли йдеться про безпеку батарей електросамокатів. На горизонті з'являються дивовижні нові технології. Наприклад, розробляються твердотельні електроліти. Це чудово, тому що вони вилучують змісткові розпалювані рідинні компоненти у батареї. Експерти вважають, що це може значно зменшити ризик пожеж на 90%. Також існують сепаратори, що підсилені графеном. Вони настільки чутливі, що можуть виявляти зміни внутрішнього тиску на 300% швидше за матеріали, які ми використовуємо зараз. Це означає, що якщо щось піде не так, вони можуть вимкнути батарею раніше. Деякі прототипи навіть використовують гелі для гасіння вогню. Ці гелі актиvuються при 100°C і покривають пошкоджені комірки батареї спалювальновідпорним речовинами. І це ще не все. Розробляються алгоритми зарядки, що керуються штучним інтелектом. Ці алгоритми можна налаштовувати відповідно до того, як ми користуємося нашими електросамокатами. З усіма цими досягненнями метою є майже повне виключення катастрофічних виходів з ладу батарей до 2030 року.