אתם חייבים לראות: פטנט סיני לשיגור סוללות בוערות מרכב חשמלי
אתם חייבים לראות: פטנט סיני לשיגור סוללות בוערות מרכב חשמלי
בסין נערך ניסוי במתקן פליטה לסוללות מתלקחות, באופן שאמור להגן על נוסעי הרכב החשמלי במקרה של חשש לשריפה או התלקחות של ממש. וכן, גם אנחנו תוהים מה חשב המהנדס המבריק על הולכי רגל שיעמדו בסמוך. הווידאו בפנים
פתרון יצירתי: למרות שהתלקחויות כלי רכב חשמליים הן עדיין תופעה נדירה, הקושי בכיבוי הסוללות מציף לא מעט חששות ומעורר דיונים אין ספור - וגם מביא ליצירת פתרונות ניסיוניים. החל משמיכות ענק לכיסוי מכוניות בוערות ועד למיכלי מים ניידים שבתוכם "מטביעים" רכב בוער.
ויש עוד. בניסוי שנערך לאחרונה בסין נראה פתרון נוסף ויצירתי במיוחד - מערכת שפולטת את הסוללה בתוך פחות משניה אחת למרחק של 3 עד 6 מטרים ברגע שהיא מזהה סכנה להתלקחות, ובכך שומרת על הרכב מפני בעירה. מנגנון ההפעלה של המערכת דומה לזה של כריות האוויר, באמצעות לחץ גז שנדרך ברגע שמתחילה "בריחה תרמית" מתוך תאי הסוללה.
בסרטון שפורסם נראים צוותי כיבוי מגיעים אל הסוללה הבוערת ומכסים אותה בשמיכה יעודית, מה שכמובן לא יקרה באותה המהירות בתנאי אמת.
בעיה של אחרים: למרות שהמערכת הייחודית אכן מסוגלת להגן בתנאים מסוימים על הרכב מפני התלקחות, הרי ששיגור סוללה בוערת במשקל מאות קילוגרמים הוא רעיון בעייתי, בלשון המעטה. החל מסיכון להולכי רגל הנמצאים בסביבת הרכב, דרך פגיעה בכלי רכב אחרים ועד מבנים וצמחיה שעלולים להתלקח ולייצר סכנה גדולה בהרבה מזו של הרכב עצמו.
אם מישהו עוד שוקל להביא את המערכת הזו לייצור סדרתי, היא ככל הנראה תחויב להשתמש במערך של מצלמות וחיישנים שימנעו פליטה בלתי מבוקרת של הסוללה במקומות שיכולים לייצר סיכון.
הסיכונים הרבים שנלווים למערכת הם גם כנראה הסיבה שבגללה הסרטון לא פורסם - או פורסם והוסר - מאתרי האינטרנט הרשמיים של הגופים שמעורבים בניסוי, בהם "המרכז הטכני והמחקרי לתיקון תאונות" וחברת "ג'ויסון אלקטרוניקס", שעל פי דיווחים גם הכחישה את מעורבותה.
המכונית שהשתתפה בניסוי היא iCar 03 מבית צ'רי, ויצרנית הרכב הסינית היא גם הגורם הרשמי היחיד שפרסם התייחסות מפורשת לסרטון - וכתבה ברשתות החברתיות כי "אין לזה כל קשר ל-iCar, בבקשה תהיו הגיוניים".
מה אנחנו חושבים: בתור אתנחתא קומית שהפכה לסרטון ויראלי, הניסוי הזה בהחלט השיג את מטרתו. בחיים האמיתיים אין לזה הרבה סיכוי.
* בכתבה זו שולבו סרטונים ותמונות מהרשתות החברתיות בשימוש לפי סעיף 27א לחוק זכויות יוצרים. אם ידוע לכם מי צילם אותם - שלחו לנו פניה.
כבר היום האנודה עשויה מגרפיט (מצופה בליתיום) כמובן. כאשר הבטריה מתפרקת, הליתיום מוסר אלקטרון לגרפיט והופך ליון חיובי שעובר דרך האלקטרוליט והממברנה אל הקתודה. הקתודה מכילה את יוני הליתיום בסריג שלה ומזינה אותם באלקטרונים כך שהליתיום הופך לליתיום מתכתי הנספג בסריג של הקתודה. אח"כ כאשר טוענים התהליך הפוך - הליתיום מוסר אלקטרון בקתודה (שעכשיו בעצם הפכה לאנודה, אבל לא משנה..), הופך חזרה ליון חיובי ונסחף דרך האלקטרוליט והממברנה חזרה אל האנודה (שעכשיו היא קתודה) שם הוא מקבל אלקטרון, הופך לליתיום מתכתי המצפה את הגרפיט.
הצ'רי iCar משתמשת בסוללת LFP של CATL. סוללת LFP בחיים לא תתלקח מעצמה. לא שסוללות LFP לא בוערות - הן בוערות מצוין, אם מקור אש חיצוני מצית אותן, כמו שרואים בסרטון. אבל הן לא מתלקחות מעצמן.
פשוט טמפ' העבודה של סוללת LFP נמוכה בהרבה מטמפ' ההתלקחות (בניגוד לסוללות עם קתודה מסוג אחר, למשל NMC, שבהחלט עלולות להתלקח - אם כי גם אז, זה נדיר מאוד). לכן כדי להתחיל את האש במקרה של סוללת LFP, צריך להצית את הסוללה. היא לא תצית את עצמה.
אז ככה, שאלתי מישהו מאד מומחה בתחום האם אני מטומטם והוא השיב בפשטות שממש לא. שאלתי אותו "אם כך, מדוע דני האמיתי מטורונטו אמר שאני מטומטם?" מיד כשאמרתי את זה הוא הזדעק "אם דני מטורונטו אמר כך אין מקום לשאלה כלל וכלל!" כשבאתי להצטדק הוא בכלל לא היה בכיוון של לשמוע אלא יצא בזעם.
הבנתי את המסר בדרך הקשה! מאז חיי אינם חיים ואני לא נרדם בלילות! ואז קיבלתי החלטה לא קלה שאני חייב להשתנות! חשבתי וחשבתי וזו הייתה החלטתי:
מהיום אינני מתחזה יותר! לא אתחזה לדני מטורונטו לעולם! זהו! אין לכם מושג כמה אני שמח שהצלחתי לעשות את הדבר הנכון! זהו! מהיום אני לא מטומטם יותר! הידד הידד!
בהזדמנות זו אבקש את סליחתו של דני-פרום-טורונטו שהוא איש מכובד מאד ויש לו חוכמה שאין לאנשים אחרים!
לסיום אשתף אתכם ששמי החדש יהיה מהיום ואילך "לא מתחזה" זאת במטרה לכפר על העוול האיום שעשיתי לחברי הטוב.
האמת שאני לא אוהב את התיאור הזה, למרות שזה בדיוק ההסבר שאני נתתי. הבעיה שההסבר שאני נתתי הוא על סמך התיאור הזה..
לדעתי זה לא מדויק. אני לא יודע למה, אבל ממה שלימדו אותי זה הפוך, כלומר הצד של הקתודה (הפלוס של הסוללה) אמור להכיל את יוני הליתיום כאשר הסוללה טעונה ואז צריך להיות פחות ליתיום בצד של הגרפיט, אבל אף פעם לא אפס. כלומר תמיד נשאר קצת ליתיום בצד של הגרפיט וחוץ מזה כאשר טוענים אז יונים של ליתיום עוברים מהגרפיט אל הקתודה ולכן נוצר בה מטען חיובי וכאשר פורקים אז היונים חוזרים מהקתודה אל הגרפיט. לא יודע מאיפה הם הקריצו את זה.. :-). אבל לפחות האנימציה יפה.
אם כן, זה מסביר את זה.. טוב, אז בקיצור ממה שלימדו אותי, האנימציה שהוא נותן אמנם יפה, אבל הבעיה שזה בדיוק הפוך. כלומר, כדי להבין את זה, תחשוב על כיוון הזרם הסטנדרטי (מהפלוס אל המינוס) ותבין שבתוך הסוללה, יוני הליתיום תמיד ממשיכים בכיוון הזרם הסטנדרטי. עכשיו ברור שהאנימציה בעצם פשוט הפוכה למה שבאמת קורה שם ב- https://www.energy.gov/energysaver/articles/how-lithium-ion-batteries-work
זה אמנם סותר את מה שלימדו אותי (שכאשר הסוללה טעונה אז זה דווקא המצב שבו היונים החיוביים בקתודה ומכאן המטען החיובי בקתודה) וזה גם לכאורה סותר את ההיגיון - אבל.. יש דברים מוזרים לפעמים בחיים.
כנראה שזאת שאלה של מצבים אנרגטיים. כנראה שהמצב שבו הליתיום ממלא את הסריג בקתודה הוא המצב האנרגטי הנמוך יותר - ולכן דווקא כאשר טוענים, אז הליתיום מצפה את הגרפיט ועוזב את הסריג וכאשר מאפשרים לסוללה להתפרק, אז הליתיום חוזר אל הסריג.
כך שבעצם מפל הפוטנציאל לא נובע מיונים "+" אלא נובע מכך שאלקטרונים נעים לכיוון הקתודה במטרה להתאחד עם יונים "+" שיגיעו לשם בעתיד, בגלל שמדובר במצב אנרגטי נמוך יותר.
טוב, זה לפחות עונה על שאלה אחרת - מה קורה אם נותנים לסוללה להתפרק יותר מדי. אם התיאור של מינוס נכון, אז פשוט מאוד אנחנו נשארים ללא מתכת באנודה ואז הנחושת שאחרי הגרפיט (שאנחנו לא רואים באנימציה שלו) מתחילה להתפרק, מה שהורס את הסוללה. אז לפחות זה הגיוני.
טוב, אני נאלץ להודות שהמינוי של מינוס כנראה הגיוני בכל זאת :-).
אז כן, כנראה שהאנימציה היפה ב- https://www.energy.gov/energysaver/articles/how-lithium-ion-batteries-work
אמנם נכונה ומסבירה היטב את האופן שבו סוללת ליתיום-יון עובדת, למרות שלוקח קצת זמן להבין למה היא נכונה וזה לא טריוויאלי.
במיוחד זה לא טריוויאלי להבין למה כאשר הסוללה טעונה אז בכלל רואים מפל פוטנציאלים - הסיבה היא הבדל בין רמות אנרגיה ולא שום סיבה אחרת.
אבל, ברגע שהבנו את זה, אז גם ברור ש"סוללות ליתיום-גרפיט" זה פשוט שם נרדף לסוללות ליתיום-יון. כלומר מצחיק לכתוב משהו כמו "פשוט לעבור לסוללות ליתיום-גרפיט וזה יפתור את הבעיה" כי.. טוב, זה שינוי של 360 מעלות :-).
מכל מקום, סוללת LFP היא בדיוק הסוללה שמתוארת באנימציה ובסוללה כזאת, אין בעיה של התלקחות: או שהליתיום יציב באנודה או בתוך הסריג בקתודה ובכל רגע נתון מעט מאוד (יחסית) יונים עוברים. הסוללה כמובן עדיין יכולה לבעור, אם מישהו ידליק אותה מבחוץ - אבל היא לא תתלקח מעצמה. זה משהו שפשוט בלתי אפשרי עם סוללת LFP.
זה מביא אותנו למעגל שלם לתגובה 12 שלי - כלומר שזה ממילא לא יקרה לעולם בחיים האמיתיים כי בג'יפ הזה ספציפית, יש סוללת LFP. כך שזה בעצם ניסוי חסר טעם. למרות שהרעיון עצמו מעניין.