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電池,是導致純電動汽車火災的根本原因嗎?

導讀:

隨著搭載50kW以上大容量電池的電動汽車的普及,業界對確保電池穩定性的擔憂日益加深。

最近一段時間,電動車火災事故衝擊全球汽車產業。但是從統計上看,並沒有證據表明電動汽車比內燃機車具有更高的火災風險。然而,隨著電動汽車的普及速度加快,火災事故的發生頻率確實有所增加。

隨著電動汽車電池被指出是引發火災事故的主要原因,消費者的焦慮情緒越來越高。直到現在,通常要求汽車製造商承擔火災事故的責任。而汽車廠商通常也會甩鍋給電池供應商。由於智慧手機和膝上型電腦等行動式電子裝置的火災事故在公眾中廣為人知,因此使用者對電動汽車火災的恐懼非常具體。

隨著搭載50kW以上大容量電池的電動汽車的普及,業界對確保電池穩定性的擔憂日益加深。根據韓國電力公司的資料,2021 年上半年首爾每戶平均每月用電量為 225。5 千瓦時。這意味著電動汽車電池的能量密度非常高,需要一個家庭使用一個多星期的電量才能將一輛電動汽車充電到100%。

電池,是導致純電動汽車火災的根本原因嗎?

【1】鋰離子電池,它是如何工作的?

鋰離子電池主要用作電動汽車的電池,鋰離子電池主要由電極、電解質和隔板組成。電極是儲存鋰的地方。電解質在負極和正極之間傳輸鋰離子,隔板用於防止陽極相互接觸。

鋰離子電池在電動汽車的行駛/充電過程中是如何工作的?當從鋰離子中分離出來的電子從負極移動到正極時,就會發生放電併產生電力來驅動電動汽車。相反,當鋰離子從正極移動到負極時,就會發生充電。

如果在製造過程中出現問題或在使用過程中發生損壞,如果操作電池的軟體設計不當,鋰離子電池可能會著火。

特別是在電動汽車的情況下,電池的溫度是一個問題。這是因為電解質(有機液體電解質)在高溫下工作時具有高度揮發性和易燃性。如果在炎熱的天氣中行駛時受到外部衝擊並且電解液洩漏,則火災的可能性會最大化。

但是,與內燃機車一樣,電動汽車火災事故往往是由幾個複雜的因素造成的,因此在大多數情況下,政府部門、汽車製造商和電池製造商都會展開詳細調查。在很多情況下,由於技術問題和利益,電動汽車火災事故的確切原因並沒有公開。

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【2】 電動汽車起火,電池供應商有不可推卸的責任

最近國外媒體報道的現代汽車公司Kona Electric和雪佛蘭Bolt EV發生的火災事故,相信都是由電池製造工藝引起的。

對於2月份的kona EV的火災事故,韓國國土交通省宣佈,LG能源解決方案在中國南京工廠最初生產的部分高壓電池因製造缺陷而有起火的可能。負極 (-) 極片被摺疊。

通用汽車表示,透過與 Bolt EV 等電動汽車大規模召回相關的 LG 公司製造過程和電池組拆解等額外調查,通用汽車發現除 LG 在忠清北的梧倉工廠外,LG 製造工廠生產的某些電池存在製造缺陷。召回是由於電池單元中可能同時存在兩種罕見的製造缺陷,例如負極接頭缺陷和摺疊隔板缺陷。

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【3】 電動汽車的電池也有不同的型別

目前電動汽車使用的鋰離子電池有很多種形狀,常見的有袋裝型、圓柱型和稜柱型。圓柱形和稜柱形用硬質材料填充。袋型用口袋形式的薄金屬結構保護密封的柔性箔。

圓柱形電池可以很好地承受高內壓而不變形。並且價格低廉,有利於批次生產。但是,它比其他型別更重,缺點是在同一空間內放置不了很多電池,特斯拉主要使用圓柱形電池。

稜柱電池比圓柱形電池更安全、更輕,而且因為它們是矩形的,所以可以更緊密地包裝。但是,生命週期比其他型別短,並且存在因受熱而膨脹的可能性。

袋型比其他型別更輕,並且電池可以做得很薄,因此可以根據各種車輛的容量和設計自由設計。Kona Electric 和 Volt EV 中使用的電池組是袋式電池。

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【4】磷酸鐵鋰電池,無鈷電池,將會成為鋰電池的替代品?

中國企業正在積極使用磷酸鐵鋰電池,與鋰離子電池相比,磷酸鐵鋰電池的火災風險相對較低。特斯拉也在中國製造的電動汽車中使用磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池雖然比鋰離子電池容量小,但起火風險低,製造成本低,有利於製造低成本電動汽車。

減少在鋰離子電池中使用鈷的方法也備受關注。許多全球汽車製造商,包括通用汽車,都在積極使用鎳鈷錳鋁 (NCMA) 等穩定材料製造陰極材料。不含鈷等的鈉離子電池,也已浮出水面。

全固態電池作為下一代電動汽車電池備受關注。這是因為液態電解質被替換為固態材料,以防止因撞擊而洩漏,能量密度也高於目前的鋰離子電池。不過,業界預測,全固態電池商業化還需要三到五年的時間。

電池,是導致純電動汽車火災的根本原因嗎?

(來源:鄭誼)

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