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新技術可能很快解決電動汽車電池失控起火問題

2024-10-07推薦

目前阻止 LG Chem 實施該方案的唯一因素是擴大規模,但這可能只是暫時的延遲。

熱失控可能導致罕見但危險的電動汽車電池組起火,這不僅是一個可怕的概念,而且這種火災極難撲滅,因為每個電池單元都會開始級聯失效,並為火勢本身提供更多燃料。目前,沒有直接的解決方案來防止這種電池失控現象,而阻止電動汽車起火的唯一解決方案是將車輛浸入數百或數千加侖的水。我們說「現在」,是因為 LG Chem 似乎已經找到了一種相當簡單的解決方案來應對失控電動汽車起火的威脅:一種熱熔斷器。

LG Chem 在科學雜誌自然通訊上發表文章稱,它已經發明了一種「溫度響應材料」,其直徑僅為人類頭發平均直徑的 1/100。這意味著這種材料足夠薄,可以放置在電池的陰極層(「地」或負極)和集電器(形成陽極或正極的部份)之間,而不會降低任何明顯的能量密度。能量密度的降低以及抑制劑的反應時間一直是使用任何型別的內部滅火器的主要問題。考慮到熱失控是一種罕見事件,這些安全裝置的能量密度降低超過了內部抑制劑的好處。有了 LG Chems 熱「保險絲」,希望這個借口現在不再是借口了。

在熱失控的早期階段,這種材料充當著某種保險絲的作用,透過防止電池內部短路來停止或顯著降低溫度升高。這種材料不是像我們習慣的保險絲那樣突然熔斷,而是溫度升高會導致材料變得更具電阻性。根據這項研究,溫度每升高 33 到 34 度,材料的能量電阻就會增加 5 千歐姆。它還可以逆轉這一過程,透過相同的熱量減少來降低電阻。這個阻力也足以在熱失控的早期階段阻斷陽極和陰極之間的反應路徑。

測試使用鋰鈷氧化物和鎳鈷錳 ( NCM ) 電池組進行。結果表明,當電池組受到撞擊或刺破時,這種材料會發揮作用,當它不能完全防止電池起火時,它會充當抑制材料(材料不會點燃),並允許火焰在出現後不久熄滅,從而防止進一步的熱損壞和火災。具體來說,對於 NCM 電池測試,在配備和不配備 LG Chem 熱熔斷器的電池組上都投放了 22 磅的重物。研究表明,所有沒有熱熔斷器的電池都會起火。對於帶有熱熔斷器的電池,70% 沒有著火,而 30% 雖著火但在幾秒鐘內熄滅。

現在唯一的問題是測試才剛剛開始。研究指出,更大容量的電池組(電動汽車中使用的電池組)將於 2025 年開始推廣。LG 化學技術長 Lee Jong-gu 似乎認為這項安全功能很快就會問世:「這是一項切實的研究成果,可以在短時間內套用於大規模生產。我們將加強安全技術,確保客戶可以放心使用電動汽車,並為增強我們在電池市場的競爭力做出貢獻。」我們確信,許多消防員和賽車運動賽事可能都在懇求 LG 化學將這項技術作為首要任務。