Menu
CHIP Speedtest

Jak nebezpečné jsou baterie?

Lithiové baterie dnes představují nejčastěji používaný typ akumulátorů. Po ožehavém debaklu Samsungu Note 7 a nedávných problémech baterií elektromobilů Tesla si ale musíme položit otázku: Jsou opravdu bezpečné? 

Americký tisk absolutně zbožňuje Elona Muska a s nadšením informuje o každém pokroku projektů Tesla a SpaceX, nemlčí však ani o zásadních problémech, se kterými se v nedávné minulosti tyto společnosti musely potýkat. Příběhy o „explozi“ automobilu Tesla Model S, stejně jako o nehodě stejného typu automobilu, která se odehrála v létě v Kalifornii, se médii šířily jako požár. Titulky naznačovaly, že nedostatečně otestované a pokročilé technologie dokonce způsobily ztrátu lidských životů.

Ještě větší dávku nechtěné pozornosti si vysloužil smartphone Samsung Galaxy Note 7, který krátce po uvedení na trh musel výrobce kvůli desítkám a stovkám hořících a explodujících kusů nejprve předělat a poté kompletně stáhnout z trhu.

Tyto dva případy ale nemusí nutně znamenat, že bychom se měli nebezpečnosti lithiumiontových akumulátorů začít obávat. To alespoň tvrdí většina odborníků, včetně profesora Wernera Tillmetze z Centra pro výzkum solární energie a vodíku v německém Ulmu. Zvláště případ Samsungu ale ukazuje, že co se týče požadavků na vývoj akumulátorů určených pro malá a tenká mobilní zařízení, musí výrobci začít brát v úvahu určitá omezení týkající se optimální kapacity a bezpečné energetické hustoty těchto akumulátorů. Kvůli dosažení co nejvyšší hustoty energie implementují výrobci mezi elektrody akumulátorů stále tenčí separátory. Nejnovější modely akumulátorů dokonce používají separátory o tloušťce pouhých několika mikrometrů, a i ty dokážou při dodržení správné technologie spolehlivě izolovat obě části baterie.

Problém ale nastává v případě, že při špatně nastaveném výrobním procesu může docházet k mikroskopickému poškození této fólie, které navíc není rozpoznatelné ani při výstupní kontrole u výrobce. Drobné poškození se ale časem zhoršuje a vede k pozdějšímu elektrickému zkratu. Podle profesora Tillmetze způsobuje tento problém „dýchání“ baterií, tedy drobné roztahování krystalických struktur elektrolytu při nabíjení a následné smršťování při vybíjení. Tyto mechanické pohyby pak při praktickém provozu zařízení časem ještě více poničí již od výroby narušenou fólii separátoru. Elektrický zkrat akumulátorových buněk má za následek vznik silného proudu, který zapříčiní přehřívání baterie.

Kritickou hranicí je teplota od 200 až 220 °C výše. Při takové teplotě buňky začínají následkem tlaku explodovat, začne z nich vytékat elektrolyt a část tekutiny se začíná vypařovat. Od teploty 220 °C výše pak dochází k rozpadu buněk. Následkem toho vzniká vodík, který po kontaktu s elektrickými jiskrami zahoří prudkým plamenem. Takové poškození baterie je bezesporu nebezpečné, ale je třeba vzít v úvahu statistiku. Při více než dvou milionech vyrobených telefonů Galaxy Note 7 se tento problém týkal pouze jednoho ze 40 000 kusů.

Benzinové vozy hoří častěji

Následky poslední nehody automobilu Tesla Model S byly naneštěstí vážnější. V automobilu, který začal hořet, přišli o život dva lidé. V tomto případě ale nebyla přímým viníkem nehody vadná baterie. Automobil jel příliš rychle a narazil do stromu. Očitý svědek tvrdil, že následovala masivní exploze. Požárníkům trvalo dobrých patnáct minut, než dostali požár pod kontrolu do takové míry, aby bylo z automobilu možné vyprostit těla dvou obětí. Profesor Tillmetz je ale přesvědčen, že akumulátor nemohl způsobit velkou explozi. Z videozáznamu pořízeného jedním ze záchranářů na místě nehody je patrné, že došlo k běžnému a předpokládanému průběhu zahoření baterie, při kterém následkem nadměrné teploty začaly explodovat jednotlivé buňky akumulátoru a začaly z nich vylétat drobné jiskry. Intenzita exploze nepřipomínala výbuch bomby, ale spíš exploze petardy.

V bateriovém modulu vyrobeném z hustě uložených buněk dochází k tomu, že přehřáté a explodující akumulátorové buňky zahřívají buňky okolní. Tato řetězová reakce ale podle profesora Tillmetze vyvolává explozi až po několika minutách. Ve všech předcházejících případech, kdy došlo k zahoření baterií automobilů Tesla, měla posádka dostatek času, aby vozidlo zastavila a bezpečně opustila.

Profesor Tillmetz rovněž odkazuje na statistiku provozu elektromobilů. V běžných automobilech se s požárem následkem poruch či nehod setkáváme poměrně často, jen v Čechách jsou to tisíce případů ročně. Na dotaz, zda jsou elektromobily hořlavější než obyčejné benzinové automobily, má profesor Tillmetz jasnou odpověď: „Ne“. Vzhledem k množství potenciální energie, skladované pro pohon automobilu, je nebezpečí výbuchu mnohem vyšší u benzinových automobilů. 50 litrů benzinu odpovídá energii na úrovni 450 kWh, zatímco baterie automobilů Tesla mají kapacitu jen 100 kWh.

Foto popis| „Elektromobily nejsou tak hořlavé jako benzinová auta.“ Profesor Werner Tillmetz Centrum pro výzkum solární energie a vodíku
O autorovi| SEPP REITBERGER, MICHAL BAREŠ, trendy@chip.cz


Příbuzná témata:  








Komerční sdělení