Что такое перегрев?
Внутри каждой литиевой батареи в каждом телефоне, ноутбуке и электромобиле находится вещество, которое загорится, если станет слишком горячим. Сепаратор, обеспечивающий его стабильность, тоньше человеческого волоса.
Каждый крупный производитель аккумуляторов знает температурные пределы своих элементов. Panasonic, CATL, LG, Samsung SDI, SK On-все они разработаны так, чтобы не выходить за эти пределы. Тем не менее, пожары продолжают происходить в гаражах и стоянках, а также на грузовых судах, пересекающих Тихий океан.
Согласно отчетам компании, к 2024 году одна только CATL поставила достаточно элементов для питания более 7 миллионов электромобилей. С большинством этих пакетов никогда не возникнет проблем. Некоторые будут.
«Вы не можете протестировать каждую ячейку», — сказал Венкат Сринивасан, директор Аргоннского совместного центра по науке о хранении энергии. «Вы тестируете образцы. Вы устанавливаете допуски. Затем вы надеетесь, что ваш производственный процесс достаточно последователен».
Результаты расследований возгорания аккумуляторной батареи, часто проводимых спустя несколько месяцев после происшествия, показывают, что тепловой разгон обычно начинается с чего-то незначительного. Частица металлического загрязнения. Складка на покрытии электрода. Сепаратор, который однажды во вторник днем на одной производственной линии оказался слишком тонким.
Всего один дефектный элемент в упаковке из 4000-количество в типичной аккумуляторной батарее электромобиля может нагреть соседей сверх допустимых пределов. Реакция распространяется. Температура поднимается выше 600 градусов. Пакет выпускает пламя.
См. также: Отзыв General Motors Bolt EV, 2021 г. LG Energy Solution заплатила 1,9 миллиарда долларов.
"Мы обнаружили два дефекта в одной и той же камере", - сказал тогда человек, знакомый с ходом расследования. «Либо один, возможно, не стал причиной пожара. Оба вместе сделали это».
Тем не менее, регулирующие органы не потребовали проведения стандартизированных испытаний на термическое воздействие во всей отрасли. Каждый автопроизводитель, каждый поставщик элементов устанавливает внутренние ограничения. То, что проходит в одной компании, не проходит в другой.
«Стандарты повсюду», — сказала Ширли Мэн, профессор Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета. «Не существует глобального консенсуса относительно того, что считать достаточно безопасным».
Для сравнения: рюкзак, сидящий в припаркованной машине в Финиксе, может нагреться до 50 градусов по Цельсию, прежде чем кто-нибудь его включит. В Дубае 60 градусов. Элементы уже прогреты до того, как потечет первый усилитель.
И это нормальные условия. Быстрая зарядка увеличивает тепло. Зарядка в холодную- погоду приводит к образованию литиевого покрытия, которое может привести к короткому замыканию аккумулятора через несколько месяцев. Повреждения в результате аварии могут не обнаружиться при диагностическом сканировании до тех пор, пока что-то внутри не сместится.
При таких малых запасах безопасность батареи почти полностью зависит от качества производства. Элемент, изготовленный на новом заводе, работающем на максимальной скорости для удовлетворения спроса на электромобили, — это не то же самое, что элемент, изготовленный на зрелом предприятии с годами совершенствования процессов.
«Количество дефектов на миллион увеличивается при быстром масштабировании», — сказал Джин Бердичевский, генеральный директор Sila Nanotechnologies и член первоначальной команды по производству аккумуляторов Tesla Roadster. «Это просто реальность».
Конечно, электромобили загораются реже, чем бензиновые автомобили, на каждую пройденную милю. Об этом неоднократно заявлял Национальный совет по безопасности на транспорте. То же самое делает каждый автопроизводитель.
Разница в том, что произойдет дальше. Бензиновый огонь горит до тех пор, пока не закончится топливо. Возгорание батареи может возобновиться через несколько дней, если элементы глубоко в аккумуляторе все еще держат заряд. Пожарные научились держать под наблюдением сгоревшие электромобили в течение 48 часов. Некоторые купили транспортные контейнеры, чтобы наполнить их водой.
«Мы не можем просто потушить это и уйти», — сказал командир батальона в районе залива, описывая новые протоколы, принятые его ведомством в 2023 году.
Некоторые производители действовали быстрее, чем другие. Tesla отслеживает данные на уровне ячеек-из каждой упаковки в каждой машине на дороге. BYD в основном перешел на литий-железо-фосфатные элементы, которые выдерживают более высокие температуры перед разложением. CATL тестирует химический состав ионов натрия, который полностью исключает литий.
«Технология развивается», — сказал Шринивасан. «Действует ли он достаточно быстро, это другой вопрос».
