Tại sao cháy nổ xe điện xảy ra? Tiêu chuẩn an toàn pin 21700 ngăn ngừa nổ

Ngày nay, xe scooter điện có thể được nhìn thấy ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, chạy nhanh qua các con đường của thành phố. Nhưng gần đây, một câu hỏi đã ám ảnh nhiều người: cháy pin. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn để biết chính xác điều gì đang xảy ra với các pin lithium-ion cung cấp năng lượng cho xe scooter điện yêu thích của chúng ta.

Nguyên nhân phổ biến gây cháy pin lithium-ion trong xe scooter điện

Pin lithium-ion là nguồn điện cho hàng triệu xe máy điện trên toàn thế giới. Chúng lưu trữ một lượng lớn năng lượng, điều này rất tuyệt vời, nhưng mật độ năng lượng cao này cũng đi kèm với một số rủi ro tiềm ẩn. Một trong những tình huống đáng sợ nhất là hiện tượng thoát nhiệt không kiểm soát. Nó giống như hiệu ứng domino của quá nhiệt có thể dẫn đến cháy nổ. Thông thường, nó bắt đầu từ một mạch ngắn nội bộ. Và có nhiều lý do khác nhau gây ra hiện tượng mạch ngắn này. Có thể pin đã bị hư hại vật lý, chẳng hạn như khi xe máy điện ngã mạnh. Đôi khi, đó là do lỗi sản xuất vì không phải tất cả các pin đều được làm hoàn hảo. Ngoài ra, thói quen sạc của chúng ta cũng đóng vai trò quan trọng. Nếu chúng ta sạc quá mức, khiến nó vượt quá giới hạn điện áp, sẽ tạo ra áp lực lớn đối với các tế bào điện hóa nhỏ bên trong. Thêm vào đó, nếu pin bị phơi nhiễm ở nhiệt độ cực đoan, dù nóng hay lạnh, sẽ làm tăng tốc độ lão hóa của nó. Ngay cả một vết thủng nhỏ trên vỏ pin cũng có thể là vấn đề lớn. Vết thủng nhỏ đó có thể làm hỏng lớp cách ly giữa anôt và cathôt, tạo ra điều kiện dễ phát sinh tia lửa.

Vai trò của thiết kế pin 21700 trong việc phòng cháy

May thay, công nghệ hiện đại đã xuất hiện để giúp đỡ. Các pin tế bào 21700 đang đóng vai trò của mình. Họ đã phát triển ba cải tiến rất thông minh để giải quyết các vấn đề an toàn mà chúng ta vừa đề cập. Thứ nhất, hãy nhìn vào kích thước và hình dạng của chúng. Chúng lớn hơn và có hình trụ, với đường kính 21 mm và chiều cao 70 mm. So với mô hình cũ 18650, điều này làm cho chúng ổn định cấu trúc hơn. Giống như xây dựng một ngôi nhà vững chắc hơn cho các thành phần pin. Thứ hai, họ đã cải thiện cathode (cực dương). Sử dụng cathode tiên tiến bằng niken-coban-kẽm (NCA) có nghĩa là pin có thể đối phó tốt hơn với nhiệt độ. Nó thậm chí có thể chống phân hủy ở nhiệt độ lên tới 150°C. Đây là một sự cải tiến lớn. Cuối cùng là hệ thống quản lý pin thông minh (BMS). Những thứ này giống như những người bảo vệ nhỏ của pin. Chúng liên tục theo dõi điện áp của mỗi tế bào pin riêng lẻ theo thời gian thực. Vì vậy, nếu điện áp đột ngột tăng hoặc pin bắt đầu quá nhiệt, BMS sẽ tự động cắt nguồn cung cấp điện. Tất cả các nâng cấp này kết hợp lại đã thành công trong việc giảm tỷ lệ thất bại xuống tới 40% so với các pin chúng ta đã sử dụng trong quá khứ.

Các bước thực tế để giảm nguy cơ cháy nổ xe điện

Là người sử dụng xe scooter điện, chúng ta cũng đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các vụ cháy pin. Có ba điều đơn giản mà chúng ta có thể làm. Thứ nhất, luôn sử dụng bộ sạc được nhà sản xuất khuyến nghị và đảm bảo nó phù hợp với thông số đầu vào của pin. Bạn có thể bị cám dỗ để sử dụng bộ sạc đa năng, nhưng những bộ sạc này thường không thể điều chỉnh điện áp đúng cách. Điều đó giống như cố gắng mở khóa một cánh cửa bằng chiếc chìa khóa sai. Nó sẽ không hoạt động và thậm chí có thể gây ra vấn đề. Thứ hai, nơi chúng ta lưu trữ xe scooter điện rất quan trọng. Lưu trữ chúng ở nơi khô ráo và đảm bảo nhiệt độ được kiểm soát, tốt nhất là dưới 25°C. Điều này giúp ngăn ngừa chất điện phân bên trong pin bị rò rỉ. Cuối cùng, có một quy tắc sạc thực tế 80-20. Đừng để pin cạn dưới 20%, và ngừng sạc khi đạt 80%. Điều này giúp giảm stress cho các tế bào pin. Nếu bạn không có kế hoạch sử dụng xe scooter điện trong một thời gian, chẳng hạn như lưu trữ lâu dài, hãy đảm bảo mức pin được duy trì ở 50% và lưu trữ nó trong một hộp chống cháy. Nhiều người lái xe bình thường như chúng ta thường bỏ qua bước quan trọng này, nhưng nó thực sự có thể tạo ra sự khác biệt lớn.

Các chứng nhận an toàn đảm bảo độ tin cậy của pin như thế nào

Khi chúng ta đi mua xe điện, làm thế nào để biết pin có an toàn hay không? Đó là lúc các chứng nhận quốc tế như UL 2271 và UN 38.3 phát huy tác dụng. Các chứng nhận này có quy trình kiểm tra rất nghiêm ngặt dành cho pin lithium-ion. Ví dụ, họ đưa pin qua chu kỳ nhiệt độ kéo dài 360 giờ, từ cực lạnh -40°C đến nóng +70°C. Họ cũng thực hiện mô phỏng độ cao trong 48 giờ để xem pin hoạt động ra sao trong các điều kiện khác nhau. Sau đó còn có bài kiểm tra đâm thủng bằng đinh, đúng như tên gọi của nó. Họ muốn xem liệu pin có thể chống lại việc nổ tung dưới những thử nghiệm khắc nghiệt này hay không. Pin đã được chứng nhận phải chịu được 150% điện áp định mức mà không giải phóng bất kỳ khí nguy hiểm nào. Các nhà sản xuất đạt được các chứng nhận này phải chứng minh rằng pin của họ có thể chịu đựng một lượng lớn stress. Chúng cần đạt ngưỡng chịu nén vượt quá 13 kilonewton, tương đương khoảng trọng lượng của một chiếc xe hơi cỡ trung. Điều này có nghĩa là ngay cả khi xe điện bị tai nạn, pin vẫn nên giữ nguyên tính toàn vẹn cấu trúc.

Những Đổi Mới Trong Tương Lai Về Công Nghệ An Toàn Pin

Tương lai thật sự hứa hẹn khi nói đến độ an toàn của pin xe scooter điện. Có một số công nghệ mới nổi tuyệt vời đang xuất hiện trên chân trời. Ví dụ, các chất điện phân rắn đang được phát triển. Điều này rất tuyệt vì chúng loại bỏ các thành phần lỏng dễ cháy trong pin. Các chuyên gia tin rằng điều này có tiềm năng giảm nguy cơ cháy nổ lên đến 90%. Ngoài ra còn có các màng tách được tăng cường bằng graphene. Chúng nhạy cảm đến mức có thể phát hiện thay đổi áp suất bên trong nhanh hơn 300% so với các vật liệu mà chúng ta sử dụng hiện nay. Điều này có nghĩa là nếu có điều gì đó xảy ra không đúng, chúng có thể tắt pin sớm hơn. Một số nguyên mẫu thậm chí sử dụng gel dập lửa. Những gel này kích hoạt ở 100°C và bao phủ các tế bào pin bị hư hại bằng một hợp chất chống cháy. Và đó chưa phải là tất cả. Các thuật toán sạc được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo cũng đang được phát triển. Các thuật toán này có thể được điều chỉnh theo cách chúng ta sử dụng xe scooter điện. Với tất cả những tiến bộ này, mục tiêu là hầu như loại bỏ hoàn toàn các sự cố pin nghiêm trọng vào năm 2030.