Наводнение повышает риск возгорания аккумуляторов электромобилей из-за соленой воды

После урагана спасатели спешат расчистить завалы и спасти жизни. Однако в хаосе появилась новая опасность: электромобили (EV), загорающиеся пламенем. Эти инциденты не случайные происшествия, а результат скрытой угрозы — проникновения соленой воды в литий-ионные батареи. Что вызывает такие опасные реакции и как можно предотвратить будущие катастрофы?

Недавно ураган «Иэн» опустошил Флориду и юго-восточные штаты США, вызвав широкомасштабные разрушения и наводнения. Во время спасательных работ спасатели столкнулись с несколькими пожарами электромобилей в транспортных средствах, работающих от литий-ионных батарей. Расследования показали, что основной причиной стало воздействие соленой воды. Многие транспортные средства были затоплены, и воздействие соленой воды резко ухудшает работу литий-ионных батарей, вызывая химические реакции, представляющие чрезвычайную пожарную опасность. Данные о регистрации транспортных средств показывают, что только в округе Ли, штат Флорида, могло быть затронуто более 7000 электромобилей — ошеломляющее число, подчеркивающее серьезность этой возникающей угрозы.

Литий-ионные батареи состоят из катода, анода, электролита и сепаратора. Электролит облегчает движение ионов лития между электродами, а сепаратор предотвращает прямой контакт между катодом и анодом, чтобы избежать коротких замыканий. Соленая вода, особенно морская, обладает высокой проводимостью и коррозионной активностью. Когда она проникает в литий-ионную батарею, она запускает цепную реакцию, которая может привести к катастрофическому отказу.

• Разложение электролита: Ионы хлорида в соленой воде реагируют с электролитом, вызывая его разложение и выделение газов и тепла. Накопление газа увеличивает внутреннее давление, что может привести к вздутию или взрыву батареи. Между тем, тепло ускоряет химические реакции, создавая опасную обратную связь.
• Коррозия электродов: Ионы хлорида вызывают коррозию материалов катода и анода, нарушая структурную целостность батареи. Коррозия снижает емкость, увеличивает внутреннее сопротивление и повышает нестабильность.
• Отказ сепаратора: Соленая вода ухудшает изоляционные свойства сепаратора. Если сепаратор выходит из строя, электроды могут соприкоснуться друг с другом напрямую, вызывая короткое замыкание и интенсивное выделение тепла.
• Риск короткого замыкания: Проводимость соленой воды может создавать непреднамеренные пути тока между электродами, быстро высвобождая энергию и воспламеняя пожары.

Учитывая экстремальные риски, создаваемые поврежденными литий-ионными батареями, суда, порты и грузоотправители должны проявлять повышенную осторожность, чтобы не допустить погрузки поврежденных электромобилей на коммерческие суда. Предупреждение о безопасности береговой охраны США Safety Alert 01-22 подчеркивает, что затопленные или подвергшиеся воздействию соленой воды электромобили следует рассматривать как потенциальную пожарную опасность и обращаться с ними с особой осторожностью.

Для снижения рисков береговая охрана настоятельно призывает заинтересованные стороны принять следующие меры:

1. Пересмотреть правила перевозки транспортных средств: Тщательно изучите требования в соответствии с Правилами перевозки опасных материалов (49 CFR) и Международным кодексом морской перевозки опасных грузов (IMDG) . Все литиевые батареи классифицируются как опасные материалы, регулируемые Управлением по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA). Соблюдение Руководства для грузоотправителей по литиевым батареям является обязательным.
2. Оценить дополнительные требования к поврежденным батареям: Ознакомьтесь с Информационным уведомлением по безопасности PHMSA о транспортировке поврежденных или дефектных литиевых батарей. Кодекс IMDG Специальное положение 376 предусматривает обязательное получение разрешения от PHMSA или береговой охраны перед отправкой поврежденных батарей.
3. Сохранять бдительность: Убедитесь, что поврежденные электромобили не загружаются на суда, не хранятся в портовых сооружениях и не запечатываются в контейнерах. Весь персонал должен соблюдать строгие протоколы безопасности.

Хотя улучшенное обращение и регулирование имеют важное значение, долгосрочные решения заключаются в развитии аккумуляторных технологий. Многообещающие разработки включают:

• Твердотельные батареи: Замена жидких электролитов твердыми альтернативами может значительно снизить пожарные риски.
• Усовершенствованные электролиты: Невоспламеняющиеся, термостойкие электролиты могут повысить стабильность батареи.
• Улучшенные системы управления батареями (BMS): Более интеллектуальные алгоритмы мониторинга могут выявлять отклонения на более ранних стадиях.
• Структурные улучшения: Усиленные конструкции могут лучше выдерживать воздействия окружающей среды.

По мере роста внедрения электромобилей решение этих проблем безопасности потребует сотрудничества между отраслями, регулирующими органами и производителями. Только посредством упреждающих мер можно реализовать обещание устойчивого транспорта, не ставя под угрозу общественную безопасность.