I veicoli elettrici prendono spesso fuoco. Perché non è possibile garantire la sicurezza delle batterie?

Ultimamente i veicoli elettrici hanno preso spesso fuoco. Rispetto agli anni precedenti, quest'anno gli incidenti causati da incendi di veicoli elettrici sono molto gravi. Gli esperti del settore affermano che i veicoli elettrici nazionali presentano carenze nella tecnologia delle batterie. La sicurezza delle batterie è un problema sistemico e sussistono barriere tecniche nelle celle, nei moduli e nei PACCHI delle batterie.

Lo sviluppo della tecnologia delle batterie domestiche sembra essere un po' troppo rapido.

Le batterie 18650 che utilizziamo oggi sono piccole e hanno difficoltà a dissipare il calore. Si tratta di 811 e la temperatura di decomposizione del materiale dell'elettrodo positivo è superiore a 200 gradi, il che richiede una sofisticata gestione termica. Se non viene controllato correttamente e si verifica una fuga termica, è facile che prenda fuoco.

tutte le aziende produttrici di batterie del mio Paese hanno iniziato producendo batterie al nichel-cobalto-manganese di tipo 111. La tecnologia ternaria domestica più matura è quella nichel-cobalto-manganese di tipo 523, seguita dal tipo nichel-cobalto-manganese 622. Il rapporto tra nichel, cobalto e manganese era 1:1:1 e in seguito è diventato 8:1:1. Quanto più alto è il numero davanti, tanto più alto è il contenuto di nichel e tanto maggiore è la possibilità che si verifichino problemi successivi. Questo per raggiungere un'elevata densità energetica.

L'attuale combinazione di nichel, cobalto e manganese nel materiale ternario è progettata per aumentare la densità energetica. Un altro motivo dei frequenti problemi di sicurezza è il rapido sviluppo del settore. Il settore si sta sviluppando rapidamente e la domanda è elevata, ma la tecnologia delle batterie non riesce a tenere il passo.

La ricarica, in particolare quella rapida, può causare danni alla batteria. Temperature eccessivamente elevate possono danneggiare il diaframma all'interno della cella della batteria e, se la temperatura diventa incontrollata, può facilmente causare un incendio. Una densità energetica eccessivamente elevata impone inoltre requisiti più elevati in termini di resistenza alle vibrazioni, resistenza agli urti, resistenza all'espansione e proprietà di isolamento e isolamento termico del modulo.

Sebbene tutti nel settore sappiano che la sicurezza viene prima di tutto, non esiste equilibrio tra sicurezza e prestazioni. Dal punto di vista della ricerca scientifica, lo sviluppo e la verifica delle batterie o dei materiali richiedono più di due anni o anche di più per trovare una soluzione stabile e ottimale. Sebbene le nostre politiche siano buone, cambiano ogni anno, il che è un po' affrettato.

Secondo il piano, entro il 2020 la densità energetica delle celle delle batterie elettriche del mio Paese supererà i 300 Wh/kg e ci impegneremo a raggiungere i 350 Wh/kg. La densità energetica del sistema cercherà di raggiungere i 260 Wh/kg e il costo sarà ridotto a meno di 1 yuan/wattora. Ouyang Minggao, vicepresidente esecutivo dell'Electric Vehicle 100 Forum e accademico dell'Accademia cinese di ingegneria, ritiene che l'attuale obiettivo di densità energetica di 350 Wh/kg per le singole celle e di 260 Wh/kg per i sistemi entro il 2020 non sia coerente con i requisiti di sicurezza e non debba essere forzato in avanti.

Di recente, gli incendi dei veicoli elettrici sono stati causati principalmente da batterie al litio ternarie con minore stabilità termica, che ne rappresentano oltre la metà. Le batterie dei veicoli incendiati erano per lo più contenute in batterie cilindriche al litio. Poiché questo tipo di batteria è avvolta in un solido involucro di acciaio, la pressione interna aumenta notevolmente quando la batteria si riscalda e si decompone, facilitandone l'esplosione e la rapida combustione dell'intero modulo batteria. Inoltre, la maggior parte degli incendi si verifica durante la fase di carica, soprattutto quando la batteria è completamente carica.

Tuttavia, i veicoli coinvolti negli incendi erano per lo più vecchi veicoli elettrici e la densità energetica del sistema di batterie non era elevata. Pertanto, la causa principale dei frequenti incidenti che coinvolgono veicoli elettrici non può essere semplicemente attribuita all'impiego di batterie con densità energetica troppo elevata. La causa principale dei frequenti incendi nei veicoli elettrici è la fuga termica della batteria. La fuga termica si verifica quando la temperatura della batteria supera un certo limite, innescando una reazione a catena. La temperatura della batteria aumenta rapidamente in un breve lasso di tempo (fino a migliaia di gradi al secondo), provocando la combustione.

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.