Uitleg: Zijn lithium-ionbatterijen in elektrische voertuigen brandgevaarlijk?

23 augustus (Reuters) – General Motors Corporation (GM.N) Het heeft de terugroepactie van zijn elektrische Chevrolet Bolt-voertuigen uitgebreid vanwege het risico op brand door LG’s lithium-ionbatterijcellen van het zaktype. Lees verder

De terugroepactie, de op één na grootste terugroepactie met batterijen gemaakt door LG Chem’s (051910.KS) De batterijmodule van LG Energy Solution (LGES) benadrukt de uitdagingen waarmee batterijbedrijven worden geconfronteerd bij het maken van een stabiel product voor het aandrijven van elektrische voertuigen. Lees verder

Hoe werkt een lithium-ionbatterij?

Cellen zijn er in verschillende vormen en maten, maar de meeste hebben drie hoofdcomponenten: elektroden, elektrolyten en een separator.

De elektroden slaan lithium op. De elektrolyt houdt lithiumionen tussen de elektroden vast. De separator zorgt ervoor dat de positieve elektrode geen contact maakt met de negatieve elektrode.

Energie, in de vorm van elektriciteit, wordt uit de batterijcel ontladen wanneer lithiumionen van de negatieve elektrode of anode naar de positieve elektrode of kathode stromen. Wanneer de cel geladen is, stromen die ionen in de tegenovergestelde richting, van de kathode naar de anode.

Waarom vormen lithium-ionbatterijen brandgevaar?

Lithium-ionbatterijen, of ze nu in auto’s of elektronische apparaten worden gebruikt, kunnen ontbranden als ze onjuist zijn vervaardigd of beschadigd, of als de software die de batterij van stroom voorziet niet goed is ontworpen.

De belangrijkste zwakte van lithium-ionbatterijen in elektrische auto’s is het gebruik van organische vloeibare elektrolyten, die vluchtig en ontvlambaar zijn bij gebruik bij hoge temperaturen. Externe kracht zoals een botsing kan ook leiden tot chemische lekkage.

zei Kim Pil-Su, hoogleraar Automotive Engineering aan de Daelim University.

En autoriteiten, autofabrikanten en batterijfabrikanten maken vaak geen exacte veiligheidsrisico’s bekend.

Wat veroorzaakte de branden van bouten en kaunas?

In februari zei het Ministerie van Transport van Zuid-Korea dat er defecten zijn gevonden in enkele batterijcellen die in de LGES-fabriek in China zijn vervaardigd en worden gebruikt in elektrische voertuigen van Hyundai Motor, waaronder de Kona EV. De kosten van de terugroepactie van Hyundai waren ongeveer 1 biljoen won ($ 854 miljoen).

GM zei dat batterijen die LG levert voor de Bolt EV en Bolt EUV mogelijk twee fabricagefouten hebben – een gescheurd anodelipje en een gevouwen afstandhouder – die zich in dezelfde batterijcel bevinden, waardoor het risico op brand toeneemt.

Voor feiten over grote batterijbranden:

Zijn zakbatterijen kwetsbaarder?

Alle drie typen lithium-ionbatterijen die momenteel in elektrische voertuigen worden gebruikt – cilindrisch, prismatisch en met behuizing – zijn in wezen hetzelfde in functionaliteit, maar elk heeft voor- en nadelen.

Cilindrische en prismatische batterijen zijn omhuld met vaste materialen. Zaktypes gebruiken folie die is verzegeld en beschermd met dunne metalen zakken.

De technologie die wordt gebruikt in cilindrische batterijen is verouderd en geeft consistente resultaten. Deze cellen zijn bestand tegen hoge interne druk zonder vervorming. Het is ook goedkoper, waardoor het ideaal is voor massaproductie. Maar ze zijn zwaarder en hun vorm voorkomt dat de cellen dicht opeengepakt worden, zoals bij andere vormen van batterijen het geval is. Tesla Corporation (TSLA.O) Het gebruikt meestal cilindrische batterijen, waarvan sommige worden geleverd door LGES.

Prismatische batterijen zijn veiliger en lichter dan cilindrische cellen, en omdat ze rechthoekig van vorm zijn, kunnen ze dichter worden verpakt. Ze optimaliseren de ruimte beter dan cilindrische cellen, maar zijn meestal duurder en hebben een kortere levenscyclus. Ze kunnen ook opzwellen.

Vergeleken met cilindrische en prismatische cellen, maken batterijcellen van het zaktype het mogelijk om lichtere en dunnere cellen te vervaardigen, en ontwerpflexibiliteit voor verschillende capaciteiten en ruimtevereisten voor verschillende voertuigmodellen. Ze zijn echter gevoelig voor zwelling en zijn meer vatbaar voor crashes, wat een groter brandgevaar oplevert.

General Motors en Hyundai Motors gebruiken zakbatterijen van LG Energy Solution (voorheen LG Chem). Volkswagen zei eerder dit jaar dat het zou afstappen van de zakachtige cellen van LG en SK Innovation Ltd. (096770.KS) Prismatische technologie. Lees verder

Zijn er andere oplossingen?

Bedrijven zoals het Chinese BYD (002594.SZ) EV-batterijcellen die lithiumijzerfosfaatkathoden gebruiken, produceren lithium, zijn minder vatbaar voor ontbranding, maar kunnen niet dezelfde hoeveelheid energie opslaan als standaardcellen die kathoden van mangaan, nikkel en kobalt gebruiken.

Anderen, waaronder General Motors, testen verschillende chemicaliën zoals nikkel-kobalt-mangaan-aluminium (NCMA) -technologie, die minder kobalt gebruikt, waardoor de cellen stabieler en goedkoper worden.

Chinese batterijfabrikant CATL (300750.SZ) Vorige maand onthulde het een natrium-ionbatterij die geen lithium, kobalt of nikkel bevatte. Lees verder

Een aantal bedrijven, waaronder Toyota Motor Corp. (7203.T) Het ontwikkelt ook batterijcellen die vaste elektrolyten bevatten, wat problemen met oververhitting en brandrisico’s zou kunnen verminderen, maar het zou nog drie tot vijf jaar kunnen duren om op de markt te komen.

(1 dollar = 1.170.5800 gewonnen)

Rapportage vanuit Heekyong Yang in Seoul; Sayantani Ghosh schrijven. Bewerking door David Holmes

Onze criteria: Thomson Reuters Vertrouwensprincipes.