Co je přehřívání?
Uvnitř každé lithiové baterie v každém telefonu, notebooku a elektromobilu je látka, která se vznítí, pokud se příliš zahřeje. Separátor, který jej udržuje stabilní, je tenčí než lidský vlas.
Každý velký výrobce baterií zná tepelné limity svých článků. Panasonic, CATL, LG, Samsung SDI, SK On-všechny jsou navrženy tak, aby zůstaly pod těmito limity. Přesto stále dochází k požárům v garážích a parkovacích budovách a na nákladních lodích překračujících Pacifik.
Do roku 2024 pouze CATL dodala dostatek článků pro pohon více než 7 milionů elektrických vozidel, podle záznamů společnosti. Většina z těch balení nebude mít nikdy problém. Někteří budou.
"Nemůžete testovat každou buňku," řekl Venkat Srinivasan, ředitel Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science. "Testujete vzorky. Nastavujete tolerance. Pak doufáte, že váš výrobní proces je dostatečně konzistentní."
Zjištění z vyšetřování požáru baterie, která se často provádí měsíce po faktu, ukazují, že tepelný únik obvykle začíná něčím malým. Částice kovové kontaminace. Záhyb v povlaku elektrody. Jedno úterní odpoledne na jedné výrobní lince vyšel separátor trochu příliš tenký.
Pouhý jeden vadný článek v balení po 4 000-počtech v typické baterii elektromobilu dokáže zahřát své sousedy nad rámec jejich vlastní tolerance. Reakce se šíří. Teploty šplhají nad 600 stupňů. Balíček odvětrává plameny.
Viz také: Svolávací akce General Motors Bolt EV, 2021. LG Energy Solution zaplatilo 1,9 miliardy dolarů.
"Nacházeli jsme dva defekty ve stejné cele," řekl tehdy člověk obeznámený s vyšetřováním. "Ani jeden sám by nezpůsobil požár. Oba spolu ano."
Regulátoři však nevyžadují standardizované testování tepelného zneužití v celém odvětví. Každá automobilka, každý dodavatel článků stanoví interní limity. Co u jedné společnosti projde, u druhé selže.
"Normy jsou všude," řekla Shirley Meng, profesorka na Pritzkerově škole molekulárního inženýrství Chicagské univerzity. "Neexistuje žádný globální konsensus o tom, co se považuje za dostatečně bezpečné."
Pro perspektivu, smečka sedící v zaparkovaném autě ve Phoenixu může dosáhnout 50 stupňů Celsia, než ji někdo zapne. V Dubaji 60 stupňů. Články jsou teplé již před prvním proudem zesilovače.
A to jsou normální podmínky. Rychlé nabíjení dodává více tepla. Nabíjení za chladného-počasí způsobuje lithiové pokovování, které může o několik měsíců později zkratovat článek. Poškození způsobené havárií se nemusí objevit na diagnostických skenech, dokud se něco uvnitř již nepohnulo.
U takto malých okrajů závisí bezpečnost baterie téměř výhradně na kvalitě výroby. Článek vyrobený v nové továrně běžící na maximální rychlost, aby uspokojil poptávku po EV, není totéž jako článek vyrobený ve vyspělém zařízení s roky zdokonalování procesů.
"Počet defektů na milion stoupá, když se rychle škálujete," řekl Gene Berdichevsky, generální ředitel společnosti Sila Nanotechnologies a člen původního týmu baterií Tesla Roadster. "To je prostě realita."
Jistě, elektrická vozidla se vznítí s nižší rychlostí než benzínová auta, na ujetou míli. Opakovaně to řekl Národní úřad pro bezpečnost dopravy. Stejně tak každá automobilka.
Rozdíl je v tom, co se stane dál. Benzínový oheň hoří, dokud nedojde palivo. Požár baterie se může znovu vznítit o několik dní později, pokud jsou články hluboko v balení stále nabité. Hasiči se naučili držet spálená EV pod dohledem po dobu 48 hodin. Někteří si koupili přepravní kontejnery k naplnění vodou.
"Nemůžeme to jen tak uhasit a odejít," řekl šéf praporu v Bay Area a popsal nové protokoly, které jeho oddělení přijalo v roce 2023.
Někteří výrobci postupovali rychleji než jiní. Tesla sleduje data na úrovni buněk- z každého balení v každém autě na silnici. BYD se z velké části přesunul na články s fosforečnanem lithným a železem, které tolerují vyšší teploty, než se rozloží. CATL testuje chemické-ionty sodíku, které zcela eliminují lithium.
"Technologie je v pohybu," řekl Srinivasan. "Zda se pohybuje dostatečně rychle, je jiná otázka."
