EV ब्याट्री जल्दा के हुन्छ?

जब EV ब्याट्री जल्छ, यो सामान्यतया "थर्मल रनअवे" भनिने घटनाको कारणले हुन्छ। सरल शब्दहरूमा, यो एक चेन प्रतिक्रिया हो जुन ब्याट्रीको सेल कुनै कारणले धेरै तातो हुँदा सुरु हुन्छ, प्राय: बाह्य भौतिक क्षति, अत्यधिक ताप, वा ओभरचार्जिंग ("बाह्य हानिहरू" भनेर चिनिन्छ)। कहिलेकाहीँ, यो एक आन्तरिक समस्या जस्तै उत्पादन दोष वा ब्याट्री सेल भित्र एक सर्ट सर्किट ("आन्तरिक चिन्ता" को रूपमा उल्लेख गरिएको) द्वारा ट्रिगर गर्न सकिन्छ।

एक जलिरहेको EV ब्याट्री विशेष गरी सम्बन्धित हुन सक्छ किनभने, परम्परागत आन्तरिक दहन इन्जिन कारको विपरीत, EVs मा ब्याट्रीहरूले अक्सर गाडीको लम्बाइ चलाउँछन्। एक पटक EV ब्याट्री प्याकको एउटा सेलमा आगो लागेपछि, तातोले नजिकैका कोशिकाहरूलाई पनि आगो लगाउन सक्छ, जसले चेन रिअक्सन निम्त्याउन सक्छ जसले तुरुन्तै सम्पूर्ण ब्याट्री प्याक र सम्भावित रूपमा सम्पूर्ण गाडीलाई निम्त्याउन सक्छ।

समस्या कम्पाउन्ड गर्न, आजको EVs मा प्रयोग हुने सबैभन्दा सामान्य प्रकारको ब्याट्री, लिथियम-आयन ब्याट्री, ज्वलनशील जैविक तरल इलेक्ट्रोलाइटहरू समावेश गर्दछ। यसले यी ब्याट्रीहरूलाई क्षतिग्रस्त वा अनुचित रूपमा ह्यान्डल गर्दा आगो लाग्ने र विस्फोट हुने सम्भावना बढी बनाउँछ। थप रूपमा, त्यहाँ "लिथियम डेन्ड्राइट्स" भनिने एक विशेष जोखिम छ, जुन स-साना, सुई-जस्तो प्रक्षेपणहरू छन् जुन चार्जिङको बेला एनोडमा विकास हुन सक्छ। यदि यी डेन्ड्राइटहरू पर्याप्त ठूला हुन्छन् भने, तिनीहरूले विभाजकलाई छेड्न सक्छन्, सर्ट सर्किटको कारणले र सम्भवतः थर्मल भाग्ने अवस्था निम्त्याउन सक्छ।

तसर्थ, ब्याट्री संरचनाको अखण्डता र विभाजकहरूको गुणस्तर EV ब्याट्रीको सुरक्षा सुनिश्चित गर्न महत्त्वपूर्ण कारकहरू हुन्। जस्तै, गुणस्तरीय ब्याट्रीहरूले कारखाना छोड्नु अघि विभिन्न तनाव परीक्षणहरू पार गर्दछ, "पङ्कर" परीक्षण सहित जसले सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरू र विभाजकलाई एकसाथ क्षतिको कारणले गर्दा सर्ट सर्किटको अनुकरण गर्दछ।

माथिको बावजुद, यो नोट गर्न महत्त्वपूर्ण छ कि EVs मा थर्मल रनअवे अपेक्षाकृत दुर्लभ छ, र धेरै निर्माताहरू, अनुसन्धानकर्ताहरू, र संस्थाहरूले यी ब्याट्रीहरूको सुरक्षालाई अझ सुधार गर्न लगनशीलताका साथ काम गरिरहेका छन्। एउटा दृष्टिकोण भनेको ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको विकास हो, जसले ज्वलनशील तरल इलेक्ट्रोलाइटलाई गैर-ज्वलनशील ठोससँग बदल्छ। यद्यपि, २०२३ सम्म, यी ब्याट्रीहरू अझै पनि अनुसन्धान र विकासको चरणमा छन्।

अगस्ट २०२३ को शुरुका दिनहरूमा, चीनको झेजियाङमा एउटा NIO ES2023 सडकको स्तम्भसँग ठोक्कियो र चालकको ज्यान लिएर केही सेकेन्डमा आगोमा डुबेको थियो। घटनाको अझै अनुसन्धान भइरहेको छ । केही दिन अघि, जुलाईको अन्त्यमा, टेस्ला मोडेल वाई र एउटा अडी सेडान गुआंग्डोंगको डोंगगुआनमा टक्कर भयो। टेस्लाले नियन्त्रण गुमायो, रेलिङमा ठोक्कियो र आगोमा फट्यो।

अलि अगाडी रिवाइन्ड गर्नुहोस्, र हामीले Jiangmen, Guangdong मा जलेको NIO AUTO ब्याट्री स्वैप स्टेशन फेला पार्‍यौं। कारण? एक NIO प्रयोगकर्ताको ब्याट्री, टाढाबाट बाहिरी बलहरू द्वारा क्षतिग्रस्त रूपमा पहिचान गरिएको, स्टेशनमा फर्किएपछि निरीक्षणको क्रममा आगो लाग्यो।

यी दुःस्वप्न परिदृश्यहरू हुन् जुन धेरै पेट्रोल उत्साहीहरूले विद्युतीय सवारीसाधन (EVs) लाई अँगाल्ने प्रतिरोधीहरूले कल्पना गरेका छन्, र कम गर्न सबैभन्दा गाह्रो: EV ब्याट्रीहरूको सुरक्षा। यो डर निराधार छैन; ब्याट्री आगो परम्परागत कार भन्दा EVs मा धेरै खतरनाक हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, EV मा ब्याट्री सम्पूर्ण गाडीमा एकीकृत हुन्छ, जसले गर्दा आगो लाग्दा पूर्ण दहन हुने सम्भावना हुन्छ। अझ अस्तव्यस्त पार्ने कुरा, परम्परागत सवारीसाधनको आगो सामान्यतया ट्राफिक दुर्घटनाहरूसँग सम्बन्धित हुँदा, EV हरू कहिलेकाहीं आराममा हुँदा स्वतःस्फूर्त रूपमा दहन हुन सक्छन्, जसले समाचारलाई अझ महत्त्वपूर्ण बनाउँछ।

यी "थर्मल रनअवे" घटनाहरूका लागि सामान्य कारणहरू दुई श्रेणीमा पर्छन्: बाह्य खतराहरू र आन्तरिक चिन्ताहरू। बाह्य खतराहरूमा मेकानिकल दुरुपयोग, थर्मल दुरुपयोग, र विद्युतीय दुरुपयोग समावेश छ, सामान्यतया दुर्घटनाहरू, उच्च तापक्रम, ओभरचार्जिंग, वा डिस्चार्ज। ट्राफिक घटनाहरूमा गम्भीर टक्करमा आगो समात्नुको अतिरिक्त, NIO ले 8 मा ES2019 EV को मर्मतसम्भारको क्रममा चेसिस प्रभाव पछि ब्याट्री प्याक स्ट्रक्चर कम्प्रेसनको कारणले गर्दा भएको सर्ट सर्किटको कारणले गरेको स्वतःस्फूर्त दहन घटना पनि रिपोर्ट गर्‍यो। लगभग सबै अन्य चिनियाँ EV निर्माताहरूले यस्तै घटनाहरू रिपोर्ट गरेका छन्।

तथाकथित आन्तरिक चिन्ताहरू बहुआयामिक छन्। वर्तमान लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू, मुख्यतया सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरू, विभाजकहरू, र इलेक्ट्रोलाइटहरू मिलेर बनेका छन्, तिनीहरूको आफ्नै अनौठो खतराहरू प्रस्तुत गर्दछ। उदाहरणका लागि, लिथियम प्लेटिङको घटना तब हुन्छ जब ब्याट्री भित्र चल्ने लिथियम आयनहरू इलेक्ट्रोडहरू अलग गर्ने पातलो झिल्लीमा जम्मा हुन्छन्, लिथियम डेन्ड्राइटहरू बनाउँछन्। यी डेन्ड्राइटहरूले झिल्ली छेड्न सक्छ, सर्ट सर्किट र द्रुत गर्मी संचयको कारण।

तसर्थ, ब्याट्री संरचना अखण्डता र विभाजक गुणस्तर ब्याट्री सुरक्षा को महत्वपूर्ण निर्धारक हो। सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड र विभाजकको अखण्डतालाई हानि पुर्‍याएर सर्ट सर्किट गर्ने उद्देश्यले "नेल पेनिट्रेसन" परीक्षण (यद्यपि विश्वव्यापी रूपमा अनिवार्य नभएको) सहित उच्च गुणस्तरका ब्याट्रीहरूले फ्याक्ट्रीबाट बाहिर निस्कनु अघि कडा परीक्षणहरू पार गर्छन्।

यसलाई दिमागमा राखेर, सुरक्षा सुधारको प्राकृतिक मार्ग स्पष्ट देखिन्छ: ज्वलनशील जैविक इलेक्ट्रोलाइटलाई स्थिर, चुहावट नहुने, थर्मल रूपमा स्थिर ठोस सामग्रीको साथ बदल्नुहोस्। ठोस-स्टेट ब्याट्रीहरू ब्याट्री उद्योगको रोडम्यापमा तिनीहरूको सुरक्षा र ऊर्जा घनत्वको लागि स्पष्ट "अर्को स्टेशन" भएको छ। तथापि, व्यापक अपनाउने यात्रा मायावी साबित भएको छ। यूएस ओक रिज राष्ट्रिय प्रयोगशालाले 1990 को शुरुमा पहिलो ठोस-स्टेट ब्याट्री सिर्जना गरे तापनि, निरन्तर प्राविधिक अवरोधहरू जारी छन्।

ठोस-राज्य ब्याट्रीहरूको संसारमा, ठोस इलेक्ट्रोलाइट सामग्रीका लागि तीनवटा मुख्यधारा प्रणालीहरू छन्: पोलिमर, अक्साइड र सल्फाइड। प्रत्येकको आफ्नै बल र कमजोरीहरू छन्, र सबैले व्यापारीकरणमा निहित उत्पादन स्केलेबिलिटी र गुणस्तर नियन्त्रण चुनौतीहरूको सामना गर्नुपर्छ।

हालको तरल ब्याट्रीको कमजोर कम-तापमान कार्यसम्पादनको कारणले जाडोमा विद्युतीय सवारी साधनको घटेको दायरालाई शंका गर्नेहरूले उपहास गर्छन्, जबकि गर्मीमा चार्ज गर्दा दहनको सम्भावित जोखिम पनि चिन्ताको विषय हो। यसले सबै मौसमको मागलाई सम्हाल्न सक्ने सुरक्षित, थप कुशल ब्याट्रीको आवश्यकतालाई जोड दिन्छ।

ठोस इलेक्ट्रोलाइट्सका लागि जटिल संरचनाहरू सिर्जना गर्न थ्रीडी प्रिन्टिङको प्रयोगले केही प्रतिज्ञा देखाएको छ। उदाहरणका लागि, अक्सफोर्ड विश्वविद्यालयका अन्वेषकहरूले थ्रीडी प्रिन्टिङको प्रयोग गरी तीन-आयामी फ्रेमवर्क निर्माण गर्न, ठोस इलेक्ट्रोलाइटले भरिएको, मेकानिकल बल सुधार गर्न र सजिलै फ्र्याक्चर हुनबाट रोक्न प्रयोग गरेका छन्। त्यसैगरी, अमेरिकी कम्पनी साकुउले आवश्यक इलेक्ट्रोड सामग्री र ठोस इलेक्ट्रोलाइट पाउडरहरू सब्सट्रेटमा जम्मा गर्न र तरल अभिकर्मकहरूसँग "ठोस" गर्न बाइन्डर जेटिंग टेक्नोलोजी प्रयोग गर्दछ।

जबकि थ्रीडी प्रिन्टिङले इन्टरफेस सम्पर्क क्षेत्र विस्तार गर्न र सामग्री पोरोसिटी नियन्त्रण गर्ने माध्यम प्रदान गर्न सक्छ, यी प्रयोगात्मक प्रविधिहरूलाई व्यवहार्य, ठूलो-उत्पादित समाधानमा रूपान्तरण गर्नु अघि त्यहाँ अझै पनि प्रमुख अवरोधहरू छन्। प्रदर्शन र लागत सन्तुलन, स्केलेबिलिटी प्राप्त गर्न, र कडा गुणस्तर नियन्त्रण मापदण्डहरू कायम राख्ने चुनौतीहरू हुन् जसले यी आशाजनक समाधानहरूलाई सडकमा नभई प्रयोगशालामा राख्छन्।

जब हामी बढ्दो विद्युतीय भविष्यमा दौडिरहेका छौं, अन्तर्निहित जोखिमहरू र सुधारिएको सुरक्षा उपायहरूको निरन्तर खोजले उद्योगलाई फ्लक्सको अवस्थामा राख्छ। डरलाग्दो चुनौतिहरूको बावजुद, अथक नवाचार र दिगो भविष्यप्रतिको प्रतिबद्धताले भरिएको, सुरक्षित, थप कुशल विद्युतीय सवारी साधन उद्योगतर्फको यात्रा जारी छ। सधैं झैं, न्यु योर्करले यी घटनाक्रमहरूमा आफ्नो गहिरो नजर राख्नेछ, अगाडिको यात्रामा अन्तरदृष्टि र विश्लेषण प्रस्ताव गर्न तयार छ।