بعد سنوات من الإرباك.. تصنيع بطارية "LFP" لوقف حرائق السيارات الكهربائية؟

ثمة هاجس يشغل تفكير العاملين في قطاع السيارات الكهربائية، وهو كيفية الحد من حرائق المركبات الكهربائية، إذ تم تطوير تكنولوجيا جديدة من شأنها أن تحدث فرقًا كبيرًا في هذا القطاع.

وتتمثل هذه التكنولوجيا بتصنيع بطارية "LFP"، التي تمنع اشتعال المركبات الكهربائية، والتي بالفعل أصبحت حقيقة واقعة ودخلت الخدمة، كما سيتم في السنوات القادمة، اتخاذ إجراءات صارمة في هذا الخصوص، وسن قواعد تنظيمية جديدة، من قبل الاتحاد الأوروبي.

وفي الوقت الذي لا يتلقى فيه رجال الإطفاء سوى القليل من التدريب، أو لا يتلقون أي تدريب إطلاقًا؛ للتعامل معها، والمعدات التقليدية ليست فعالة، أثبتت التجارب أنه يمكن أن تحترق السيارات الكهربائية لأيام. 

مثلث الحرائق

يتحدث المحترفون عن مثلث الحرائق، وهي الوصفة المكونة من ثلاثة مكونات للاشتعال، "الأكسجين والشرارة والوقود".

ولأن الغرض من السيارة الكهربائية التي تعمل ببطاريات "الليثيوم أيون" هو تخزين الطاقة، فإن الوقود موجود دائمًا.

وعلى الرغم من تصميم بطاريات السيارات الكهربائية لتكون معبأة بإحكام ومعزولة عن أجزاء أخرى من السيارة، ولكنّ حادثا مثل الاصطدام الكارثي، قد يؤدي بسرعة إلى إدخال الأكسجين والحرارة إلى الخليط.

أساسيات بطاريات الليثيوم أيون 

اتخذ بعض مصنعي البطاريات، خطوات للحد من خطر اشتعال بطارياتهم، وأول هذه الحلول هو وضع عمليات ومعايير تصنيع صارمة، وهذا مهم لأن أي عيب في البطارية قد يؤدي إلى حريق.

ولكي نفهم لماذا تصنيع البطاريات مهم للحد من خطر الحريق، يتعين علينا أن نفهم أساسيات بطاريات الليثيوم أيون.

تحتوي بطارية الليثيوم، على "أنود وكاثود"، ويتصلان بوساطة "إلكتروليت"، وهو مادة كيميائية سائلة تمرر أيونات الليثيوم بينهما، لتخزين أو إطلاق الطاقة.

وإذا، دخل جسيم صغير من المعدن إلى هذا "الإلكتروليت"، من خلال عملية تصنيع غير نظيفة، فقد يتسبب في حدوث شرارة وفتح خلية البطارية والسماح للأكسجين بالتدفق إلى الداخل، وربما تعريض حزمة البطارية بالكامل للحريق.

كيمياء أقل اشتعالًا

والخبر السار هو أنه هنالك بطاريات أقل عرضة للاشتعال، وهي موجودة بالفعل في السيارات، وتحتوي على كيمياء يصعب اشتعالها، ما يجعلها أقل عرضة للدخول فيما يعرف بـ "الهروب الحراري"، وهي حالة تدخل فيها البطاريات في نوع من حلقة النار الحتمية، بسبب إنتاج خلية البطارية التالفة، حرارة وغازات قابلة للاشتعال، والتي بدورها تبدأ في تسخين خلايا البطارية القريبة، وتطلق المزيد من الحرارة والغاز لتصبح النار ذاتية الاستدامة ويصعب إخمادها.

وهذه البطاريات، هي "فوسفات الليثيوم والحديد"، أو "LFP"، والتي تدخل في "الهروب الحراري"، عند درجات حرارة عالية تبلغ نحو 270 درجة مئوية، مقارنة بـ 210 درجات لبطاريات الليثيوم أيون.

وبالفعل تحولت العديد من شركات صناعة السيارات نحو بطاريات فوسفات الليثيوم والحديد "LFP".

التخلص من السائل

إن الحل التكنولوجي الحقيقي للبطاريات الأقل اشتعالًا، أصبح على وشك الحدوث، وهو ما يعرف ببطاريات الحالة الصلبة.

ويشير هذا المصطلح، إلى بطاريات تتمتع بمخاطر حريق أقل، لأنها تستخدم "إلكتروليتًا صلبًا"، بدلاً من السائل لفصل "الأنود عن الكاثود"، وهو غير قابل للاشتعال.

ويذكر أنه لسنوات، كانت شركات صناعة السيارات والبطاريات، يروّجون لإمكانية استخدام بطاريات الحالة الصلبة، لكنها لم تظهر بعد في السيارات الإنتاجية.

فمثل معظم التقنيات الجديدة، تواجه بطاريات الحالة الصلبة قائمة قياسية من العقبات منها، بناء سلاسل التوريد لدعم تصنيعها، وإتقان العمليات للإنتاج الضخم، والتنافس مع تكنولوجيا "الليثيوم أيون".

إعداد رجال الإطفاء 

وعلى مستوى العالم، تركز مجموعات الإطفاء على إعداد رجال الإطفاء وغيرهم من المستجيبين الأوائل للجوانب الفريدة لحرائق بطاريات الليثيوم أيون.

ويقول الخبراء: إن "رجال الإطفاء يمكنهم أيضًا استخدام بعض المساعدة من الشركات المصنعة للسيارات، لمنع الحرائق الخارجة عن السيطرة، وتزويدهم بأبرز المعلومات التي يحتاجون إليها لمعرفة كيفية وقف حرائق بطاريات منتجاتهم. 

وفي هذا السياق، تقوم بعض الشركات ببناء منفذ "وصول رجال الإطفاء" في سياراتها الكهربائية والهجينة، والذي يسمح للمستجيبين الأوائل بضخ المياه مباشرة إلى بطارية مشتعلة.

وكذلك تسهّل شركات صناعة السيارات الأخرى، على رجال الإطفاء، قطع طاقة البطارية عن أجزاء أخرى من السيارة، لضمان عدم إيذاء أنفسهم أثناء التعامل مع حريق البطارية.

قواعد الاتحاد الأوروبي

يبدأ الاتحاد الأوروبي في العام 2027، بفرض قواعد "جواز سفر البطارية"، والتي ستتطلب من مصنعي البطاريات الاحتفاظ بوثائق حول مكان تصنيع البطارية، وكيف تم اختبارها، وما إذا كانت تحتوي على محتوى معاد تدويره.

وفي يونيو / حزيران الماضي، أصبحت "فولفو"، أول شركة تصنيع سيارات تطلق "جواز سفر" للبطارية لسيارتها الرياضية متعددة الاستخدامات الكهربائية "EX90".