35일 만에 WM 전기자동차 4대가 전소되었습니다. 책임은 누구에게 있을까요?

이달에도 리튬삼원전지가 또 폭발했다. 이렇게 말하면 누군가는 분명히 튀어 나올 것입니다. 3원계 리튬 배터리는 안전하지 않으며 리튬 인산철 배터리는 전기 자동차의 미래입니다. 전기 자동차가 폭발하더라도 연료 자동차는 여전히 더 안전하다는 더 급진적인 발언이 있을 수 있습니다. 하지만 제가 말씀드리고 싶은 것은 이러한 사고의 책임은 배터리 소재보다는 배터리 품질 검사에 더 많이 있을 수 있다는 것입니다.

먼저 이 사고를 살펴보자: 10월 27일 저녁, 중국과학원 기계연구소의 바이마르 EX5가 충전되지 않은 채 담배를 피우기 시작한 뒤 불이 붙어 폭발했다. WM모터스 화재는 한 달 새 네 번째 화재다. WM모터스는 28일 자동차 자연발화 원인에 대해 배터리 셀 공급업체가 배터리 생산 과정에서 다른 불순물을 섞어 배터리에 리튬 석출이 발생하기 쉽기 때문이라고 밝혔다. 동시에 WM 모터는 판매된 WM 자동차 1,282대에 대한 리콜도 발표했다.

ZTE Solar는 지난 27일 밤 폭발한 웨이마 차량에는 불순물이 포함된 배터리가 장착되지 않았다고 어젯밤 성명을 발표했습니다. 사고 현장 사진을 보면 이 자동차의 배터리가 아직 '살아있다'는 것을 알 수 있으며 화재 및 폭발 지점은 배터리가 있는 곳이 아닙니다. 진실은 조금 더 명확합니다. 처음 세 번의 폭발은 이것입니다. 지난달 27일 발생한 폭발사고는 배터리팩 품질검사 문제로 인한 것으로 추정된다. 품질 검사는 책임이 있지만 약간의 불순물이 어떻게 큰 문제를 일으킬 수 있습니까? 이것은 리튬 분석으로 시작됩니다.

리튬분석, 조금 생소한 이 단어는 무슨 뜻일까요? 리튬이온 배터리의 충전 과정에서 일반적인 상황은 양극에서 빠져나온 리튬 이온이 전해액과 분리막을 거쳐 음극 영역으로 이동하여 음극 구조에 매립되는 반면, 방전 과정은 정확히 그 반대. 양극에서 탈리된 리튬 이온이 정상적으로 수송되지 못하고 음극에 매립되면 리튬 이온이 리튬 원소가 되어 음극 표면에 석출됩니다. 리튬 진화 반응이 계속되면 리튬 수상돌기라고 불리는 가지 모양의 구조가 성장하게 됩니다.

신에너지 분야에 오랫동안 관심을 가져온 친구들이라면 리튬 수상돌기라는 말을 들어봤을 것이다. 리튬 수상돌기의 성장은 격막을 뚫고 배터리 셀에 단락을 일으키게 된다. 그러면 이번에는 바이마르 EX5의 "자멸"과 마찬가지로 열 폭주를 일으키고 자동차에 불이 붙고 폭발하게 됩니다. 리튬 이온 배터리에서 리튬 침전이 발생하는 이유는 원칙적으로 리튬 이온이 전극 내부에서 너무 느리게 확산되고, 전하 이동이 너무 느리고, 리튬 이온이 음극에 매립될 장소를 찾을 수 없기 때문이라고 대략 요약할 수 있습니다. , SEI 필름이 두꺼워지고 음극 임피던스가 증가하며 불합리한 배터리 설계 및 국부적 결함이 발생합니다.

불순물이 유입되면 위의 5가지 이유가 가능해지며, 결국 리튬 덴드라이트의 성장을 가속화해 분리막에 구멍이 나고 배터리가 폭발하게 된다. 이러한 문제가 있는 배터리에도 불구하고 인증된 배터리를 부적절하게 사용하면 리튬 침전이 발생하여 사고로 이어질 수도 있습니다. 따라서 음극에 리튬이 석출되는 것을 방지하기 위해서는 저온, 고율 조건에서의 충전 및 과충전을 피해야 한다.

01? 저온 작동

저온에서 작동하면 리튬이온 배터리 내부의 전기화학적 반응 속도가 느려지고 활물질 내 리튬이온의 확산도 느려진다. 아래에. 리튬 석출의 본질은 리튬 이온이 너무 늦거나 음극에 매립되지 못해 음극 표면에 석출된다는 것입니다. 겨울에는 사람이 게으르게 되고, 배터리 내부의 다양한 전기화학적 행동도 게으르게 되어 전도 속도가 느려지게 되는데, 일부 리튬 이온은 자리를 잡고 자리를 잡기를 기다리지 못하고 리튬 침전이 발생하게 됩니다.

저온에서 전기 자동차의 정상적인 작동을 보장하는 방법은 주요 자동차 회사의 골치 아픈 일이기도합니다. 오늘날 대부분의 전기 자동차에는 보호 메커니즘이 있습니다. 온도가 특정 온도보다 낮습니다. 또한 우리는 모든 전기 자동차 소유자에게 차량의 정상 작동 온도 범위를 이해하고 너무 낮은 온도 환경에서 강제로 충전하지 않도록 상기시킵니다. 이는 차량뿐만 아니라 차량 자체도 보호합니다.

02? 잦은 고속 충전

고속 충전은 어느 정도 급속 충전으로 이해될 수 있는데, 급속 충전이 배터리에 매우 해롭다는 내용이 있습니다. . 정상적인 작동 조건에서 배터리의 충전 및 방전 속도에는 상한이 있습니다. 충전 전력이 너무 높으면 전극의 리튬 확산 속도가 양극에서 리튬 이온 전달 속도를 따라가지 못할 수 있습니다. 리튬 이온은 음극에 매립될 시간이 없으며 궁극적으로 원소 형태가 음극 표면에 침전됩니다.

리튬 고상확산은 리튬이온이 음극재 내부로 확산되는 현상을 말한다. 리튬 이온은 음극 표면에만 매립되어 있는 것이 아니라 내부에도 리튬 이온 삽입 지점이 있습니다. 이 과정에서는 리튬 이온이 전극 표면에서 내부로 확산되어야 합니다. 확산 속도가 리튬 이온의 이동 속도를 따라가지 못하면 리튬 이온이 음극 표면에 축적되어 리튬 석출이 발생합니다.

이것이 빈번한 고속 충전이 배터리 상태에 해를 끼칠 수 있는 이유입니다. 따라서 전기차는 필요에 따라 적절한 충전 파일을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 고출력 충전 파일을 무작정 사용하면 배터리 수명에 영향을 미치고 최악의 경우 배터리 폭발 및 사고가 발생할 수 있습니다. 그러나 이것이 급속 충전이 불가능하다는 것을 의미하지는 않습니다. 현재의 급속 충전 기술은 상당히 성숙해졌으며, 조건이 허락한다면 일상 충전에는 완속 충전을 사용하는 것이 좋습니다.

03? 과충전

과충전은 배터리가 완전히 충전된 후에도 계속 충전된다는 의미입니다. 과충전하면 더 많은 리튬 이온이 음극에 도달하게 되지만, 음극에는 추가 삽입 지점이 없으므로 이러한 리튬 이온이 음극에 침전됩니다. 실제로 오늘날 대부분의 배터리에는 배터리 보호 시스템이 있습니다. 배터리가 완전히 충전되면 추가 전류가 더 이상 배터리에 전원을 공급하는 데 사용되지 않습니다. 따라서 일상생활에서는 이런 걱정을 할 필요가 없지만, 장시간 차량을 운전하지 않을 때에는 충전 케이블을 끊어야 한다는 점을 기억해야 합니다.

과충전하면 과방전도 리튬석출로 이어지는지 궁금해하시는 분들도 계시죠?

기본적으로는 그렇지 않습니다.

첫 번째 충방전 과정에서 음극재 표면에 SEI 필름층이 형성되며, 이 SEI 필름은 음극재를 보호하고 재료 구조가 쉽게 무너지는 것을 방지해 줍니다. 이는 전극의 성능을 향상시킬 수 있음을 의미합니다. 배터리 충전 및 방전 과정에서 SEI 필름은 약간의 변화를 겪게 되지만 이는 전반적인 상황에 영향을 미치지 않습니다. 배터리가 과방전된 후에는 SEI 필름이 어느 정도 소모되어 음극 재료에 대한 보호 효과가 상실되어 배터리의 사이클 능력이 감소하고 배터리 수명에 영향을 미칩니다.

따라서 과충전은 배터리에 리튬 침전 위험을 초래하고, 과방전은 배터리 수명에 영향을 미칩니다.

배터리의 자연발화 이유는 다들 아시리라 믿습니다. 삼원계 소재는 상대적으로 안전하기 때문에 자연발화에 대해 크게 걱정하실 필요는 없습니다. 물론 일상생활에서도 자동차 소유자는 자동차 사용에 주의하고, 배터리를 합리적으로 사용하고, 충전 시간을 합리적으로 계획하고, 과충전과 과방전을 피하고, 고속 충전을 자주 사용하고, 배터리 수명 감소를 올바르게 보아야 합니다. 결국 휴대폰은 사용할수록 배터리 수명도 떨어지기 때문에 전기차의 배터리를 전적으로 탓할 필요는 없다.

본 글은 오토홈 체자하오 작성자의 글이며, 오토홈의 견해나 입장을 대변하지 않습니다.