Ученые оценили пожарную безопасность электромобилей — и нашли их слабое место
При всех достоинствах электромобилей они не лишены недостатков, и один из самых существенных — повышенная пожарная опасность. Источник риска — литий-ионный аккумулятор (LiB), склонный к самовозгоранию. В поисках решения этой проблемы ученые из Университета Наварры в Испании провели исследование, о котором рассказали на страницах The Conversation.
К воспламенению батареи приводит тепловой разгон — самоускоряющаяся реакция в результате перезарядки, перегрева, нарушения герметичности или заводского брака. Ключевую роль в его развитии играет катод аккумулятора.
Эта деталь может быть изготовлена из оксида никеля-марганца-кобальта (NMC), который дешевле, но больше подвержен тепловому разгону, либо из фосфата лития-железа (LFP).
Авторы статьи проанализировали 100 электромобилей различных брендов и моделей из Европы, Азии и Америки. Около 90% из них оснащены аккумулятором с NMC-катодом.
Ученые собрали 24 исследования горения LiB. И, хотя реальные пожары сильно отличаются, потому что кроме батареи полыхает само транспортное средство, изготовленное из тысяч разных материалов, заметили очевидную тенденцию.
Батареи NMC небольшой емкости показывают относительно низкий максимальный уровень тепловыделения при горении, но он резко возрастает у мощных аккумуляторов более 100 кВт. У батарей LFP эта зависимость более линейна — с ростом мощности тепловыделение увеличивается постепенно, не достигая экстремальных уровней.
Напрашивается очевидное решение: применять более дорогие, но безопасные катоды.
Помимо типа и емкости аккумулятора, было оценено влияние состояние заряда на мощность, выделяемую во время пожара. Результаты однозначны: в интервале от 0% до 75% заряда интенсивность возгорания оставалась стабильной, но при полной зарядке она возросла до 31 кВт/А·ч для аккумуляторов LFP и 38 кВт/А·ч для NMC.
Наряду с другими причинами это увеличение объясняет, почему пожары чаще вспыхивают во время зарядки транспортных средств. Оно же подсказывает второе решение: оборудование противопожарными средствами зарядных станций и отказ от зарядки электромобиля в неприспособленных для этого местах.
