น้ำท่วมจุดประกายความเสี่ยงไฟไหม้ในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจากน้ำเค็ม

หลังเกิดพายุเฮอริเคน เจ้าหน้าที่กู้ภัยต้องแข่งกับเวลาเพื่อเคลียร์เศษซากและช่วยชีวิตผู้คน อย่างไรก็ตาม ท่ามกลางความโกลาหล ภัยอันตรายใหม่ได้เกิดขึ้น: รถยนต์ไฟฟ้า (EVs) ที่ลุกเป็นไฟ เหตุการณ์เหล่านี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ แต่เป็นผลมาจากภัยคุกคามที่ซ่อนอยู่—การบุกรุกของน้ำเค็มเข้าไปในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อะไรเป็นสาเหตุของการเกิดปฏิกิริยาอันตรายเช่นนี้ และจะป้องกันภัยพิบัติในอนาคตได้อย่างไร?

เมื่อเร็วๆ นี้ พายุเฮอริเคนเอียนได้ทำลายฟลอริดาและทางตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ทำให้เกิดความเสียหายและน้ำท่วมเป็นวงกว้าง ในระหว่างความพยายามกู้ภัย ผู้ตอบสนองได้พบไฟไหม้ EV หลายครั้งในยานพาหนะที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การสอบสวนพบว่าการสัมผัสกับน้ำเค็มเป็นสาเหตุหลัก ยานพาหนะหลายคันจมอยู่ในน้ำท่วม และการสัมผัสกับน้ำเค็มทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเสื่อมลงอย่างมาก ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดความเสี่ยงจากไฟไหม้สูง บันทึกการจดทะเบียนยานพาหนะแสดงให้เห็นว่า EV กว่า 7,000 คันใน Lee County ของฟลอริดาเพียงแห่งเดียวอาจได้รับผลกระทบ—เป็นจำนวนที่น่าตกใจซึ่งเน้นย้ำถึงความรุนแรงของภัยคุกคามที่เกิดขึ้นใหม่นี้

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนประกอบด้วยแคโทด, แอโนด, อิเล็กโทรไลต์ และตัวคั่น อิเล็กโทรไลต์อำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมระหว่างขั้วไฟฟ้า ในขณะที่ตัวคั่นป้องกันการสัมผัสโดยตรงระหว่างแคโทดและแอโนดเพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าลัดวงจร น้ำเค็ม โดยเฉพาะน้ำทะเล มีการนำไฟฟ้าและกัดกร่อนสูง เมื่อมันแทรกซึมเข้าไปในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มันจะเริ่มปฏิกิริยาลูกโซ่ที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง

• การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์: ไอออนคลอไรด์ในน้ำเค็มทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ ทำให้สลายตัวและปล่อยก๊าซและความร้อน การสะสมของก๊าซเพิ่มแรงดันภายใน ซึ่งอาจนำไปสู่การบวมหรือระเบิดของแบตเตอรี่ ในขณะเดียวกัน ความร้อนจะเร่งปฏิกิริยาเคมี ทำให้เกิดวงจรป้อนกลับที่เป็นอันตราย
• การกัดกร่อนของขั้วไฟฟ้า: ไอออนคลอไรด์กัดกร่อนวัสดุแคโทดและแอโนด ทำให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของแบตเตอรี่ลดลง การกัดกร่อนช่วยลดความจุ เพิ่มความต้านทานภายใน และเพิ่มความไม่เสถียร
• ความล้มเหลวของตัวคั่น: น้ำเค็มทำให้คุณสมบัติเป็นฉนวนของตัวคั่นเสื่อมลง หากตัวคั่นล้มเหลว ขั้วไฟฟ้าอาจสัมผัสกันโดยตรง ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและเกิดความร้อนสูง
• ความเสี่ยงจากไฟฟ้าลัดวงจร: การนำไฟฟ้าของน้ำเค็มสามารถสร้างเส้นทางกระแสไฟฟ้าที่ไม่ตั้งใจระหว่างขั้วไฟฟ้า ปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็วและจุดไฟ

เนื่องจากความเสี่ยงร้ายแรงที่เกิดจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เสียหาย เรือ ท่าเรือ และผู้ขนส่งสินค้าต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเพื่อป้องกันไม่ให้ EV ที่เสียหายถูกบรรทุกขึ้นเรือพาณิชย์ คำเตือนด้านความปลอดภัย 01-22 เน้นย้ำว่า EV ที่ถูกน้ำท่วมหรือสัมผัสกับน้ำเค็มควรได้รับการปฏิบัติว่าเป็นอันตรายจากไฟไหม้ที่อาจเกิดขึ้น และจัดการด้วยความระมัดระวังอย่างยิ่ง

เพื่อลดความเสี่ยง หน่วยยามฝั่งขอให้ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียใช้มาตรการดังต่อไปนี้:

1. ทบทวนข้อบังคับการขนส่งยานพาหนะ: ตรวจสอบข้อกำหนดอย่างละเอียดภายใต้ ข้อบังคับเกี่ยวกับวัสดุอันตราย (49 CFR) และ รหัสสินค้าอันตรายทางทะเลระหว่างประเทศ (IMDG) แบตเตอรี่ลิเธียมทั้งหมดจัดเป็นวัสดุอันตราย ควบคุมโดย Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) การปฏิบัติตาม คู่มือผู้ขนส่งสินค้าสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม เป็นสิ่งจำเป็น
2. ประเมินข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับแบตเตอรี่ที่เสียหาย: ปรึกษา ประกาศคำแนะนำด้านความปลอดภัย ของ PHMSA เกี่ยวกับการขนส่งแบตเตอรี่ลิเธียมที่เสียหายหรือมีข้อบกพร่อง รหัส IMDG บทบัญญัติพิเศษ 376 กำหนดให้ต้องได้รับการอนุมัติจาก PHMSA หรือหน่วยยามฝั่งก่อนที่จะขนส่งแบตเตอรี่ที่เสียหาย
3. รักษาความระมัดระวัง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่า EV ที่เสียหายจะไม่ถูกบรรทุกขึ้นเรือ จัดเก็บในสิ่งอำนวยความสะดวกของท่าเรือ หรือปิดผนึกในตู้คอนเทนเนอร์ บุคลากรทุกคนต้องปฏิบัติตามโปรโตคอลความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด

ในขณะที่การจัดการและข้อบังคับที่ดีขึ้นเป็นสิ่งจำเป็น โซลูชันระยะยาวอยู่ที่การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ การพัฒนาที่สัญญาไว้ ได้แก่:

• แบตเตอรี่โซลิดสเตต: การแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยทางเลือกที่เป็นของแข็งสามารถลดความเสี่ยงจากไฟไหม้ได้อย่างมาก
• อิเล็กโทรไลต์ขั้นสูง: อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ติดไฟและทนความร้อนอาจช่วยเพิ่มความเสถียรของแบตเตอรี่
• ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ได้รับการปรับปรุง: อัลกอริทึมการตรวจสอบที่ชาญฉลาดกว่าอาจตรวจพบความผิดปกติได้เร็วกว่า
• การปรับปรุงโครงสร้าง: การออกแบบที่เสริมความแข็งแรงอาจทนต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น

เมื่อการนำ EV มาใช้เพิ่มขึ้น การจัดการกับความท้าทายด้านความปลอดภัยเหล่านี้จะต้องอาศัยความร่วมมือในอุตสาหกรรม ผู้ควบคุม และผู้ผลิตเท่านั้น ด้วยมาตรการเชิงรุกเท่านั้นที่สามารถตระหนักถึงคำมั่นสัญญาของการขนส่งที่ยั่งยืนได้โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยสาธารณะ