Tại sao xe ô tô điện bị cháy lại khó dập hơn xe chạy xăng dầu?

Xe điện ít bị cháy hơn xe sử dụng động cơ xăng dầu truyền thống nhưng một khi cháy, pin lithium-ion trong xe điện sẽ khó dập tắt hơn nhiều.

Không thể phủ nhận những ưu điểm của xe điện mang lại, đó là giảm chi phí nhiên liệu và cải thiện chất lượng không khí. Đây cũng là mục tiêu mà các nhà sản xuất ô tô hiện nay đang theo đuổi để đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn.

Nhưng cùng với việc chuyển đổi sang xe ô tô điện, phương tiện này lại xuất hiện một thách thức mới, đó là việc dập tắt đám cháy do pin lithium-ion của xe điện gây ra rất khó, mặc dù các vụ cháy liên quan đến xe ô tô điện rất hiếm khi xảy ra.

Nghiên cứu của AutoinsuranceEZ cho biết xe điện chạy pin chỉ có 0,03% khả năng bốc cháy, so với 1,5% khả năng xảy ra cháy nổ của xe sử dụng động cơ đốt trong. Cũng theo nghiên cứu đó, xe điện hybrid sử dụng pin điện áp cao và động cơ đốt trong, có 3,4% khả năng cháy xe.

Tuy nhiên, khi hỏa hoạn xảy ra, xe điện sử dụng pin lithium-ion sẽ cháy nóng hơn, nhanh hơn và cần nhiều nước hơn để có thể dập tắt. Một chiếc xe chạy bằng xăng thường có thể được dập tắt chỉ trong vài phút với khoảng 2.000-4.000 lít nước, trong khi cháy pin EV có thể mất hàng giờ và hàng chục nghìn lít nước.

Điều đáng nói là pin có thể bốc cháy lại sau hàng giờ hoặc thậm chí vài ngày khi vụ cháy ban đầu đã được kiểm soát, khiến các bãi cứu hộ, cửa hàng sửa chữa và những nơi khác có thể gặp nguy hiểm.

Theo các chuyên gia, nguyên nhân của pin lithium-ion bốc cháy là do hiện tượng thoát nhiệt. Vậy hiện tượng thoát nhiệt là gì?

Pin điện áp cao được tạo thành từ nhiều cell được xếp chặt chẽ với nhau bên trong hộp kín nước, chống cháy. Khi pin lithium-ion quá nóng, nó sẽ giải phóng khí oxy tạo ra một phản ứng hóa học tỏa nhiệt rất lớn, lên tới 650 độ C.

Nhiệt lượng tỏa ra từ mỗi tế bào riêng lẻ khiến dải phân cách sẽ tan chảy và cực âm và cực dương kết nối với nhau. Điều này được gọi là ngắn mạch bên trong. Khi có hiện tượng ngắn mạch bên trong một số hoặc toàn bộ bộ pin, nó sẽ dễ tạo tia lửa, gây cháy nổ.

Pin lithium-ion có thể cháy nóng hơn và lâu hơn nhiều so với xăng. Chính điều này đã gây ra những thách thức không nhỏ đối với lính cứu hỏa. Hiện tại, chưa có bất kỳ giải pháp hay công cụ nào để ngăn chặn sự thoát nhiệt trong pin điện áp cao của xe điện.

Các lính cứu hỏa đã sử dụng bọt chữa cháy để dập lửa cho xe điện nhưng không có hiệu quả trong việc ngăn chặn sự thoát nhiệt. Lý do là việc đưa bọt chữa cháy đến các tế bào bị hỏng là rất khó nếu không muốn nói là không thể bởi vì hiện tượng thoát nhiệt khi đó đang diễn ra bên trong hộp kín nước, chống cháy.

Ngay cả khi có thể cho bọt vào bên trong hộp và làm ngập bọt khắp khu vực, mục đích chính của bọt thường là làm thiếu nguồn cung cấp oxy cho đám cháy, nhưng pin lithium-ion không cần oxy bên ngoài để đốt cháy.

Ngoài ra, các biện pháp dập lửa khác như dùng bình chữa cháy loại D, vòi tỏa, chăn dập lửa, vòi đục cũng không thể ngăn chặn sự thoát nhiệt trong pin điện áp cao của xe điện.

Theo Hiệp hội phòng cháy chữa cháy quốc gia Mỹ, nếu dùng nước để dập tắt đám cháy do xe điện gây ra cần tới hơn 110.000 lít nước, gấp khoảng 20-25 lần so với xe xăng và mất nhiều thời gian.

Để giảm thiểu nguy cơ cháy cháy xe ô tô điện, các nhà sản xuất xe điện đang chuyển dần từ pin lithium-ion sang pin lithium sắt phốt phát (LFP). Một số hãng như Ford và Volkswagen cũng đang thay thế pin LFP nhờ đó giảm thiểu được sự phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm như Coban, Niken để sản xuất ra xe điện.

Paul Christensen, giáo sư điện hóa tại Đại học Newcastle, người có nghiên cứu tập trung vào vấn đề cháy và an toàn của pin lithium-ion, cho biết: “Mọi người đã có một thời gian dài để hiểu đầy đủ những rủi ro và mối nguy hiểm liên quan đến ô tô chạy bằng xăng và dầu diesel. Chúng ta sẽ phải học nhanh hơn cách đối phó với những thách thức của xe điện".