Li-ion-akut ja sähköskootterit - miten välttää tulipalo?

Edellisessä viestissä keskityttiin Li-Ion-akkuihin ja niiden rakenteeseen. Tällä kertaa löydät hyödyllistä tietoa siitä, miten sinun tulisi hoitaa akkua, jotta sähkömoposi ei sytyisi tuleen. Kerromme myös, mikä aiheuttaa akun syttymisen. On tärkeää, että skootterisi kestää pitkään, mutta vielä tärkeämpää on turvallisuutesi.

Li-ion-akut ovat olennainen osa elämäämme. Niitä on älypuhelimissa, robotti-imureissa, sähköautoissa, droneissa ja kameroissa. Myös sähköskootteri ja akku ovat erottamattomat.

Huolimatta siitä, että nykyaikaiset li-ion-akut ovat käteviä ja luotettavia, akut ja sähkömopot voivat olla myös vaarallisia, jos niitä käytetään väärin. Internetissä on paljon videoita, kuvia ja artikkeleita akkujen syttymisestä tuleen. On tärkeää tietää, että sähköpotkulauta, jonka akku on tyhjentynyt, on hyvin vaikea sammuttaa.

Ladattavia akkuja on nykyään helposti saatavilla, ja yleisimpiä ovat litiumioniakut. Tämän vuoksi sähköskoottereissa on pääasiassa litiumioniakkuja. Litiumioniakkujen energiatiheys on erinomainen, ja siksi ne ovat yleisin akkutyyppi. Litiumioniakut ovat pienikokoisia, ja siksi ne sopivat erityisen hyvin pieniin, käsikäyttöisiin laitteisiin, kuten sähköskoottereihin. Sähköskootterit ja sähköautot ovat yleisimpiä ajoneuvoja, joissa käytetään litiumioniakkuja, sillä ne ovat kevyitä, pienikokoisia ja tuottavat suuria määriä energiaa.

Li-ion-akut ovat myös ympäristöystävällisempiä ja kestävät pidempään kuin muut akut.

Li-ioni-akut ovat kuitenkin vaarallisia, koska litiumina ne ovat erittäin helposti syttyvää ja reaktiivista alkalimetallia. Huolimatta siitä, että litiumioniakut eivät sisällä vapaita litiummetalleja, ne sisältävät litiumioneja ja muita helposti syttyviä elektrolyyttejä.

On syytä pitää mielessä, että suuria energiamääriä varastoitaessa on olemassa riski, että energiaa vapautuu kontrollerin ulkopuolella. Energian vapautumiseen voi liittyä nopeaa lämpötilan nousua, savunmuodostusta tai jopa syttymistä, joten on tärkeää, että akkua käsitellään ja varastoidaan oikein.

Vaikka litiumparistojen tulipalot ovat hyvin harvinaisia, ne voivat olla erittäin vaarallisia. Näin on erityisesti suurten akkujen, kuten sähköskoottereiden ja muiden suurempien ajoneuvojen akkujen kohdalla. Turvallisuuden varmistamiseksi on tärkeää ymmärtää, miten akku toimii, miksi sähköskootteri voi syttyä tuleen ja mitä tehdä tulipalon sattuessa.

Sähköskootterit ja erityyppiset akut

Litiumioniakku on yleisin tyyppi, kun taas lyijyakku on harvinaisempi. Huolimatta siitä, että molemmilla akuilla on myönteisiä ja myönteisiä puolia, litiumioniakku on parempi valinta.

Tärkeimmät erot ovat akussa käytetyt kemialliset yhdisteet ja valmistustekniikat. Li-ioni-akkujen sähköskootterit ovat yleensä kalliimpia. Litiumioniakut ovat myös tehokkaampia ja niiden kapasiteetti on suurempi kuin lyijyakkujen. Esimerkiksi litiumakun kapasiteetti on 250-670Wh/L, kun taas lyijyakun kapasiteetti on 80-90Wh/L. Puhuimme lisää wattitunneista postauksessa ”Akku ja sähköpotkulauta - mitä sinun pitäisi tietää?”.

Li-ion-akut ja niiden edut lyijyakkuihin verrattuna:

Kestää vähemmän aikaa ladata akku täyteen
Ne valuvat hitaammin, noin 1,5-2 prosenttia kuukaudessa ja lyijyn osalta 4-6 prosenttia kuukaudessa.
Pidempi akun käyttöikä - akku ja skootteri kestävät enemmän latausjaksoja.
Lyijyakku tarvitsee enemmän huomiota. Akun käyttöiän säilyttämiseksi akku on ladattava ja purettava säännöllisesti, Li-ion-akun purkaminen ja täyteen lataaminen ei ole välttämätöntä.
Lyijyakut ovat suurempia samalla kapasitanssilla ja painavat enemmän.

Kun otetaan huomioon näiden akkujen väliset erot, litiumioniakulla varustettu sähköskootteri on varma voittaja. On myös sähköskoottereita, joissa käytetään lyijyakkuja. Lyijyakkujen sähköskootterit ovat yleensä halvempia, mutta niiden toimintasäde on lyhyempi ja ne ovat verrattain raskaampia. Lyijyakkuja käytettiin enimmäkseen vanhemmissa sähköskoottereissa, joita valmistettiin ennen sähköskoottereiden suosion nousua ennen vuotta 2018.

Jotta ymmärtäisit, miten akut syttyvät, sinun on ymmärrettävä, miten ne toimivat.

li-ion akud ja elektritõukeratas 1 — Akkumoduulit

Miten Li-ion-akut toimivat?

Litiumioniakut koostuvat useista moduuleista, joita kutsutaan yleisesti akuiksi. Kukin moduuli sisältää:

Anodi, joka on valmistettu pääasiassa grafiitista
litiumoksidista, pääasiassa litiumkobolttioksidista, valmistetut katodit.
Mikrofluidinen erotin, joka erottaa sisällön anodin ja katodin väliltä ja päästää vain litiumionit sen läpi.
Elektrolyytti (perustuu litiumsuoloihin), joka siirtää litiumioneja anodilta katodille erottimen kautta.

Akussa olevat litiumionit kulkeutuvat yhdessä elektronien kanssa positiivisten ja negatiivisten elektrodien läpi erottimeen ja sieltä virtapiiriin. Tämä ionien ja elektronien liike tuottaa sähköä, jota voidaan käyttää elektronisten laitteiden virranlähteenä.

Latauksen aikana positiivinen elektrodi vapauttaa osan litiumioneistaan. Nämä ionit siirtyvät elektrolyytin läpi negatiiviseen elektrodiin. Ionit pysyvät siellä koko latausjakson ajan.

Prosessissa syntyvät elektronit siirtyvät positiiviselta elektrodilta negatiiviselle elektrodille. Elektronit siirtyvät pidempää reittiä pitkin ulkoiseen virtapiiriin, koska erotin rajoittaa elektronien liikettä. Elektronit ja ionit yhdistyvät negatiivisella elektrodilla muodostaen litiumhiilen.

Ionien liikkeen pysähtyminen tarkoittaa, että juoksupyörä on täysin latautunut.

Purkautuessaan litiummetallianodin ionit vapautuvat. Vapautuneet ionit puolestaan siirtyvät katodille kulkemalla elektrolyytin läpi. Myös elektronit siirtyvät takaisin katodille. Koska elektronit eivät pääse kulkemaan erottimen läpi, on oltava vaihtoehtoinen ulospääsyreitti. Tämä on ulkoinen virtapiiri, ja sähkömoottoripyörän tapauksessa tämä on pääasiassa moottoripiiri. Tämä on yleinen selitys siitä, miten akku ja sähkömoottoripyörä toimivat ionien ja elektronien liikkeen ansiosta. Sähköä tulee akusta, kunnes kaikki ionit ovat siirtyneet katodille. Kun kaikki ionit ovat siirtyneet katodille, voidaan sanoa, että akku on purkautunut ja sähköpyörä tarvitsee täyden latauksen.

Opimme, että tämä prosessi toimii useiden eri kemiallisten yhdisteiden reaktiovyöhykkeiden ansiosta ja että näiden reaktioiden on tapahduttava vakaassa ja kontrolloidussa ympäristössä ilman ulkoisia vaikutteita. Muutos työskentelyolosuhteissa voi vaikuttaa reaktioihin, mikä puolestaan voi aiheuttaa odottamattomia tuloksia.

Nyt kun tiedämme, miten akku ja sähköskootteri toimivat, voimme puhua siitä, miksi akku saattaa syttyä tuleen tietyissä olosuhteissa.

Miksi sähköskootterit ja niiden Li-Ion-akut syttyvät tuleen?

Sähkökemiallinen reaktio tuottaa ja varastoi sähköä litiumioniakkuun. Oletetaan, että akun rakenne voi vaurioitua elektrolyytin erottimella. Tällöin eri kemikaalit sekoittuvat ja elektronit ja ionit voivat liikkua vapaasti katodin ja anodin välillä, jolloin voi syntyä oikosulku. Oikosulku johtaa nopeaan energian vapautumiseen, lämpötilan nousuun tai jopa kipinöintiin. Jos korkeaa lämpötilaa tai kipinöitä ei saada millään tavoin hallintaan, sähkökäynnistin ja litiumparisto voivat syttyä palamaan.

Litiumparistoissa käytetyt kemikaalit ovat erittäin helposti syttyviä.

Elektrolyytti sisältää litiumsuoloja ja on siksi orgaaninen liuotin, joka on erittäin helposti syttyvä. Lisäksi katodi on valmistettu litiumoksidista, mikä tarkoittaa, että se voi vapauttaa happea. Tuli tarvitsee happea palamiseen, mikä tarkoittaa, että tällainen ympäristö on ihanteellinen palamiselle.

Lyhyesti sanottuna monet akut syttyvät palamaan akun rakenteessa olevan vian vuoksi.

Esimerkkejä siitä, mikä voi aiheuttaa akun syttymisen:

Lyhyt
Ylikuormitus
Tuotteen (akkumoduulin) suunnittelu- ja valmistusvirheet
Akun virheellinen käyttö
Liian nopea purkautuminen ja akun liiallinen ylikuumeneminen kuormitettuna.
Huonolaatuiset komponentit ja/tai akkumoduulit
Fyysiset vammat, kuten isku tai puukotus.
Viallinen akkulaturi, joka voi aiheuttaa ylilatausta.
Väärin suunniteltu sähköpotkulauta, jossa ei ole valittu akkua, jossa on riittävän suuri lähtövirta moottoria varten.

Prosessia, joka sytyttää akun ja sen sisältävän sähköisen sytytyspyörän, kutsutaan termiseksi karkaamiseksi.

Mikä on lämpöketjureaktio?

Lämpöketjureaktio on akun ylikuumenemisen aiheuttama reaktioketju. Akun lämpötilan nousu oikosulun tai ylikuormituksen yhteydessä on niin nopeaa, ettei lämpö pääse haihtumaan. Kun lämpötila saavuttaa kriittisen pisteen, akun moduulit ja siten myös akkulaturi voivat syttyä. Lämpöketjureaktio voi syntyä, jos akussa tapahtuu vika, kuten oikosulku. Kun lämpökatkos tapahtuu, sisäiset lämpötilat nousevat sekunneissa ja akkuun varastoitu energia vapautuu lämmön muodossa hallitsemattomasti. Lämpö aiheuttaa akussa olevien kemikaalien hajoamisen, mikä tuottaa vielä enemmän lämpöä - ja sytyttää akun. Lämpöketjureaktio voi myös vapauttaa myrkyllisiä kaasuja, höyryjä ja muita hiukkasia, jotka ovat haitallisia ulkoiselle ympäristölle.

Miten tunnistaa vaurioitunut akku?

Jos epäilet, että skootterisi ja sen akku ovat vaurioituneet, etsi seuraavat merkit:

Liiallinen kuumuus: Akun lämpeneminen käytön aikana on normaalia, mutta jos skootteri kuumenee, on olemassa akun rikkoutumisen vaara.
Akusta ja sähköskootterista lähtee luonnoton haju - palamisen haju.
Näkyvät vuodot akusta
Akku ei saa olla muhkurainen tai turvonnut / epämuodostunut.
Akusta kuuluu särinää tai sihisevää ääntä (sihisevä ääni syntyy, kun akkumoduulin suojausjärjestelmä yrittää tyhjentää litiumionin moduulista oikosulun vuoksi).

Tällaisten merkkien ilmaantuessa on suositeltavaa siirtää skootteri turvallisen välimatkan päähän ja odottaa. Kuolleen litiumakun käyttö on vaarallista, ja skootteri on vietävä korjaamoon, kun edellä mainitut oireet (korkea lämpötila, sihinä, polttava haju) ovat ohi.

Miten akku ladataan oikein?

Aloita aina noudattamalla valmistajan ohjeita. Tämä auttaa varmistamaan, että käyttäjä käyttää akkua säännöllisesti.
Sähköpotkulauta toimitetaan alkuperäisen laturin kanssa, ja on suositeltavaa käyttää samaa laturia. Jokaisella akulla on tietty käyttöjännite, jota on noudatettava. Missään tapauksessa ei saa käyttää laturia, jossa on suurempi lähtövirta, kun skootteri ladataan täyteen, ellei valmistaja ole antanut tietoja, jotka mahdollistavat kyseisen laturin käytön.
Kannattaa valita sähköskootteri, jossa on laadukkaat moduulit. Jotkin tuntemattomien valmistajien moduulit ja sähköskootterit eivät täytä standardeja. Niissä käytetään esimerkiksi halvempia ja huonolaatuisempia materiaaleja, mikä voi aiheuttaa akkujen ylikuumenemisen ja syttymisen nopeammin. Laadun merkki ovat LG:n, Panasonicin tai EVE:n moduuleista valmistetut Li-Ion-akut.
Sähköskootteri tarvitsee latauksen aikana oikean lämpötilan 4 °C:n ja 43 °C:n välillä.
Kun akku on ladattu täyteen, skootteri on irrotettava sähköverkosta. Vuoden 2018 jälkeen valmistetuissa skoottereissa, joita ei ole tilattu suoraan Kiinasta, on kuitenkin todennäköisesti akunhallintajärjestelmä (BMS), joka estää ylilatauksen.
Valitse sopiva paikka skootterin lataamiseen. Jos mahdollista, vältä helposti syttyviä paikkoja.
On normaalia, että akku lämpenee latauksen aikana, mutta jos huomaat, että akku on kuuma, on hyvä irrottaa laturi välittömästi.

li-ion akud ja elektritõukeratas mahtuvuse test — Inokim OX-sarjan sähköskootterin akun kapasiteettitesti

Miten voin välttää tulipalon syttymisen, kun sähköskootteri on käytössä?

Vältä akun ylikuormittamista. Ylikuormitus aiheuttaa akun ylikuumenemisen ja voi aiheuttaa syttymisen. Kun skootteriin asennetaan erilaisia lisävarusteita, kannattaa varmistaa, että ne eivät kuluta enemmän virtaa kuin skootterin akun kapasiteetti. Kannattaa myös kiinnittää huomiota akun enimmäislähtövirtaan, jos aiot asentaa tehokkaamman ohjainsarjan tai tehdä skootteriin muita tehoon liittyviä virityksiä.
Koska joillakin sähköskoottereilla on huono vedenkestävyys, on parasta välttää ajamista sateisella säällä. Kosteus ja vesi voivat syövyttää akkua. Korroosio voi aiheuttaa akussa ei-toivottuja prosesseja, joiden seurauksena akku ja skootteri voivat syttyä tuleen.
Jos akku on vaurioitunut, koko akku on vaihdettava välittömästi tai skootteri on vietävä korjaamollemme.

Akut on suunniteltu toimimaan tietyissä lämpötiloissa. Sähköpotkulaitteen mukana on oltava käyttöohje, jossa ilmoitetaan suositellut käyttölämpötilat. Akun käyttö suositeltujen käyttölämpötilojen ulkopuolella voi lyhentää akun käyttöikää ja suorituskykyä ja lisätä todennäköisyyttä, että akku lakkaa toimimasta.

Li-ion-akut ja sähköskootterit - miten niitä säilytetään?

Sähköskootteria ei saa säilyttää paikoissa, joissa on suhteellisen korkea lämpötila ja kosteus. Sähköpyörätuolia olisi suositeltavaa säilyttää paikassa, jonka lämpötila on yli 15 °C. Korkeat lämpötilat nopeuttavat todennäköisemmin akun purkautumista ja voivat aiheuttaa akun rikkoutumisen. Varmista, että sähköpyörätuoli ei ole paikassa, jossa lämpötila voi nousta yli 60 °C:n (140 ° F).

Sähköskootteri tulisi sijoittaa sinne, missä savuilmaisin sijaitsee.

Huolto ja paristojen hävittäminen

Tarkista säännöllisesti, että skootteri ja akku ovat vahingoittumattomia. Jos havaitset akussa jotain epänormaalia - kuten turvotusta, pullistumia, vuotoja tai värimuutoksia - skootteri kannattaa viedä korjaukseen.
Li-ion-akut on hävitettävä oikein. Monissa paikoissa on paristojen ja akkujen keräyspisteitä. Kaikki Viron sähköskootterikaupat, myös Skooterimaailma, ovat myös velvollisia ottamaan rikkinäiset sähköskootterit ja akut maksutta takaisin ja hävittämään ne asianmukaisesti - viemällä ne jätteiden keräyspisteeseen.
Älä heitä litiumioniakkuja tuleen.

li-ion akud ja elektritõukeratas õhu ionisatsioon

Miten estää Li-Ion-akkujen palaminen?

Tulipalo on vaarallinen ja leviää nopeasti. Paristoissa olevat kemikaalit ovat erittäin helposti syttyviä, ja juuri nämä kemikaalit tekevät paristoista erityisen syttyviä. Mitä sinun pitäisi tehdä, jos akku on jo syttynyt tuleen ja lämpöketjureaktio on karannut käsistä?

Jos epäilet, että sähköskootteri on syttymässä palamaan tai on jo syttynyt, sinun on ehdottomasti varmistettava itsesi ja muiden turvallisuus. Skootteri saattaa räjähtää tai akusta voi vapautua myrkyllisiä kaasuja. Varmista myös, ettei lähellä ole muita syttyviä materiaaleja. Jos tulipalo on riistäytynyt käsistä, sitä ei kannata sammuttaa itse. Tärkeintä on, että sinä ja muut sivulliset ovat turvallisen matkan päässä. Vain pelastuspalvelu voi sammuttaa hallitsemattoman tulipalon.

Pienissä tulipaloissa parhaat sammuttimet ovat kuitenkin jauhesammuttimia, joissa on merkintä ABC tai BC. Niitä löytyy lähes jokaisesta työkalukaupasta, ja niitä pitäisi käyttää jokaisessa kotitaloudessa. Jos sammutinta ei ole käsillä, kannattaa käyttää hiekkaa, vettä tai multaa. Koska sähköskootterin Li-Ion-akut ovat suhteellisen suuria ja niitä on hyvin vaikea sammuttaa lämpöketjureaktion sattuessa, on suositeltavaa pitää mukana suurikapasiteettista, vähintään 6 kg:n ABC-jauhesammutinta, kun skootteria säilytetään ja ladataan kotona.

Vesi on tehokkain tapa sammuttaa pienet tulipalot, mutta on helpompaa ja turvallisempaa käyttää sammutinta. Koska sähköskootterin pääosa koostuu elektroniikasta, on olemassa vaara, että sammuttaminen vedellä vahingoittaa akun lisäksi myös elektroniikkaa tai aiheuttaa vaurioituneella kotelolla olevaan akkuun ylimääräisiä oikosulkuja, jotka voivat jopa lisätä tulipalon vauhtia.

On tärkeää tietää, että akun litiumsuolat ovat itsestään hapettavia (ne sisältävät palamiseen tarvittavaa happea), eikä niitä voi sammuttaa tukahduttamalla niitä tulitikulla.

Viitteet: Electric Scooter Guide