Akumulatory litowo-jonowe to technologia powszechnie stosowana, ale mająca poważną wadę: czasami się zapalają.
Film przedstawiający załogę i pasażerów na pokładzie samolotu JetBlue, którzy gorączkowo wylewają wodę na swoje plecaki, staje się najnowszym przykładem szerszych obaw dotyczących baterii, które można teraz znaleźć w niemal każdym urządzeniu wymagającym przenośnego zasilania. W ciągu ostatniej dekady wzrosła liczba nagłówków o pożarach baterii litowo-jonowych spowodowanych przez rowery elektryczne, samochody elektryczne i laptopy na pokładach samolotów pasażerskich.
Rosnące obawy społeczne zainspirowały naukowców na całym świecie do podjęcia prac nad poprawą bezpieczeństwa i żywotności baterii litowo-jonowych.
W ostatnich latach innowacje w dziedzinie akumulatorów przeżywają rozkwit, a naukowcy tworzą akumulatory ze stałym elektrolitem, zastępując łatwopalne ciekłe elektrolity w standardowych akumulatorach litowo-jonowych bardziej stabilnymi materiałami ze stałym elektrolitem, takimi jak niepalne żele, szkła nieorganiczne i stałe polimery.
Badania opublikowane w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Nature sugerują nowy mechanizm bezpieczeństwa zapobiegający tworzeniu się „dendrytów” litowych, które powstają, gdy baterie litowo-jonowe przegrzewają się z powodu przeładowania lub uszkodzenia struktury dendrytycznej. Dendryty mogą powodować zwarcie baterii i wybuchowe pożary.
„Każde badanie daje nam większą pewność, że możemy rozwiązać problemy bezpieczeństwa i zasięgu pojazdów elektrycznych” – powiedział Chongsheng Wang, profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej na Uniwersytecie w Maryland oraz główny autor badania.
Zdaniem Yuzhang Li, adiunkta inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles, który nie brał udziału w badaniu, osiągnięcie Wanga stanowi ważny krok w kierunku poprawy bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych.
Lee pracuje nad własnym wynalazkiem, tworząc baterię litowo-metalową nowej generacji, która może magazynować 10 razy więcej energii niż grafitowe elektrody w tradycyjnych bateriach litowo-jonowych.
Lee stwierdził, że w kontekście bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych akumulatory litowo-jonowe nie są tak niebezpieczne ani tak powszechne, jak się powszechnie uważa, a zrozumienie protokołów bezpieczeństwa akumulatorów litowo-jonowych ma kluczowe znaczenie.
„Zarówno pojazdy elektryczne, jak i konwencjonalne mają nieodłączne ryzyko” – powiedział. „Ale myślę, że samochody elektryczne są bezpieczniejsze, ponieważ nie siedzisz na galonach łatwopalnego płynu”.
Lee dodał, że ważne jest podjęcie środków zapobiegawczych przed przeładowaniem lub po wypadku pojazdu elektrycznego.
Naukowcy badający pożary akumulatorów litowo-jonowych z non-profitowej organizacji Fire Research Foundation odkryli, że pożary w pojazdach elektrycznych mają porównywalną intensywność do pożarów w tradycyjnych pojazdach napędzanych benzyną, jednak pożary w pojazdach elektrycznych trwają dłużej, do ugaszenia potrzeba więcej wody i istnieje większe prawdopodobieństwo ponownego zapłonu. kilka godzin po zgaśnięciu płomienia ze względu na energię resztkową w akumulatorze.
Victoria Hutchison, starsza menedżerka programu badawczego fundacji, powiedziała, że ​​pojazdy elektryczne stanowią wyjątkowe ryzyko dla strażaków, ratowników i kierowców ze względu na ich akumulatory litowo-jonowe. Ale to niekoniecznie oznacza, że ​​ludzie powinni się ich bać, dodała.
„Wciąż próbujemy zrozumieć, czym są pożary pojazdów elektrycznych i jak najlepiej je zwalczać” – powiedział Hutcheson. „To krzywa uczenia się. Od dawna mamy samochody z silnikami spalinowymi, to raczej niewiadoma, ale musimy się nauczyć, jak sobie z nimi właściwie radzić”.
Obawy dotyczące pożarów pojazdów elektrycznych mogą również podnieść ceny ubezpieczeń, powiedział Martti Simojoki, ekspert ds. zapobiegania stratom w International Union of Marine Insurance. Powiedział, że ubezpieczenie pojazdów elektrycznych jako ładunku jest obecnie jedną z najmniej atrakcyjnych linii biznesowych dla ubezpieczycieli, co może zwiększyć koszt ubezpieczenia dla tych, którzy chcą transportować pojazdy elektryczne ze względu na postrzegane ryzyko pożaru.
Jednak badanie przeprowadzone przez International Union of Marine Insurance, organizację non-profit reprezentującą firmy ubezpieczeniowe, wykazało, że pojazdy elektryczne nie są bardziej niebezpieczne ani ryzykowne niż samochody konwencjonalne. W rzeczywistości nie potwierdzono, że głośny pożar ładunku u wybrzeży Holandii tego lata został spowodowany przez pojazd elektryczny, mimo że nagłówki sugerują co innego, powiedział Simojoki.
„Myślę, że ludzie niechętnie podejmują ryzyko” – powiedział. „Jeśli ryzyko jest wysokie, cena będzie wyższa. Na koniec dnia płaci za to końcowy konsument”.
Poprawka (7 listopada 2023, 9:07 rano czasu wschodniego): W poprzedniej wersji tego artykułu błędnie zapisano nazwisko głównego autora badania. Jest nim Wang Chunsheng, a nie Chunsheng.