हाल ही में, नए ऊर्जा वाहनों के स्वतः ही जलने के वीडियो सोशल मीडिया पर अक्सर दिखाई देने लगे हैं।
23 अक्टूबर को शंघाई में ली ऑटो मेगा नामक वाहन के चेसिस से चिंगारी निकली और कुछ ही सेकंड में पूरा वाहन आग की लपटों में घिर गया।
24 अक्टूबर को शीआन में एक पोर्शे टेकन में बिना किसी टक्कर के आग लग गई और वह पूरी तरह जलकर राख हो गई।
इससे पहले, 5 अक्टूबर को, फ़ुज़ियान के निंगडे में, एक एविटा 06 कार पार्किंग में खड़ी थी, तभी यात्री की तरफ से धुआं निकलने लगा, जिससे आसपास के सात वाहनों में आग लग गई और एक मिलियन युआन से अधिक का नुकसान हुआ।
यद्यपि बाद की जांचों ने वाहन की बैटरी के थर्मल रनवे की संभावना को खारिज कर दिया है – ली ऑटो मेगा में शीतलक क्षरण के कारण थर्मल रनवे की समस्या हुई, जो कि एक विशिष्ट बैच में दोष है और इसे वापस मंगाना पहले ही शुरू हो चुका है; एविटा 06 में आग बैटरी के स्वतःस्फूर्त दहन के कारण नहीं लगी थी, और आधिकारिक प्राधिकारियों ने तीन-इलेक्ट्रिक प्रणाली में खराबी की संभावना को खारिज कर दिया है।
हालांकि, नई ऊर्जा वाहनों की "बैटरी सुरक्षा" के बारे में सार्वजनिक चिंता फिर से बढ़ गई है, और "कार खरीदते समय टर्नरी लिथियम बैटरी या लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का चयन किया जाए" इस पर चर्चा जारी है।
टर्नरी लिथियम बैटरियों को बड़ी क्षति हुई।
टर्नरी लिथियम बैटरियां कभी "उच्च-स्तरीय नवीन ऊर्जा" का पर्याय थीं।
इस साल से पहले, 200,000 युआन से ज़्यादा कीमत वाले लगभग सभी नए ऊर्जा वाहनों में टर्नरी लिथियम बैटरी का इस्तेमाल होता था, जो अपने चरम पर बाज़ार में 60% से ज़्यादा हिस्सेदारी रखती थीं। यहाँ तक कि समुदाय के भीतर भी एक तरह की अवमानना का भाव पैदा हो गया था; 2024 में Li Auto L6 के लिथियम आयरन फ़ॉस्फ़ेट बैटरी पर स्विच करने के बाद, इसे लागत में कटौती के उपाय के रूप में देखा गया।
▲ संदेह पर ली ऑटो की आधिकारिक प्रतिक्रिया
हालाँकि, इस वर्ष की दूसरी छमाही से, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों द्वारा टर्नरी लिथियम बैटरियों की बाजार हिस्सेदारी लगातार कम होती जा रही है। वर्तमान में, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों की स्थापित क्षमता लगातार 70% से अधिक हो गई है, और कार निर्माता अब अपने विपणन में टर्नरी लिथियम बैटरियों को विक्रय बिंदु के रूप में उपयोग नहीं करते हैं।
लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों की बढ़ती मांग का सबसे सीधा कारण उनकी लागत है।
चीन में नई ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के विकास के शुरुआती दौर में, नई ऊर्जा वाहनों के लिए सरकारी सब्सिडी कई कार कंपनियों के लिए राजस्व का एक महत्वपूर्ण स्रोत थी। शुरुआत में, सब्सिडी की राशि बैटरी के ऊर्जा घनत्व से जुड़ी हुई थी।
परिणामस्वरूप, 200-300Wh/kg की ऊर्जा घनत्व वाली त्रिनेत्रीय लिथियम बैटरियों ने स्वाभाविक रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों से बेहतर प्रदर्शन किया, जिनकी उस समय ऊर्जा घनत्व केवल 120-140Wh/kg थी। नीतिगत प्रोत्साहनों के तहत, वाहन निर्माताओं ने त्रिनेत्रीय लिथियम बैटरियों की ओर रुख किया।
इसके अलावा, उस समय अविकसित ऊर्जा आपूर्ति अवसंरचना और नई ऊर्जा वाहन मालिकों के बीच व्यापक रेंज की चिंता को देखते हुए, टर्नरी लिथियम बैटरियों के "लंबी रेंज" लेबल ने उनके बाजार हिस्से को और बढ़ा दिया।
▲ "टर्नरी लिथियम बैटरी" और "लंबी दूरी" अक्सर एक साथ जुड़े होते हैं।
हालांकि, जैसे-जैसे सरकारी सब्सिडी धीरे-धीरे कम होती गई, वाहन निर्माताओं के बीच मूल्य युद्ध तेज होता गया, और टर्नरी लिथियम बैटरियों की बढ़ती उच्च लागत का नुकसान तेजी से स्पष्ट होने लगा।
जीजीआईआई (गाओगोंग लिथियम बैटरी रिसर्च इंस्टीट्यूट) जैसे संस्थानों के आंकड़ों के अनुसार, टर्नरी लिथियम बैटरियों की लागत लगभग 450 युआन प्रति किलोवाट-घंटा है, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियों की लागत केवल 300 युआन के आसपास है। 100 किलोवाट-घंटा बैटरी पैक वाले वाहन के लिए, टर्नरी लिथियम बैटरियों का उपयोग करने से लागत में 15,000 युआन का इजाफा होगा।
इस समय, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी ने भी कई तकनीकी सफलताएं हासिल कीं।
2020 में, BYD ने "ब्लेड बैटरी" लॉन्च की, जो पारंपरिक मॉड्यूल को हटाकर और बैटरी पैक में सीधे लम्बी कोशिकाओं को एकीकृत करने के लिए CTP (सेल-टू-पैक) मॉड्यूल-रहित तकनीक का उपयोग करती है, जिससे वॉल्यूम उपयोग दर 40% से बढ़कर 60% से अधिक हो जाती है। समान आकार का एक बैटरी पैक अधिक कोशिकाओं को समायोजित कर सकता है; यह "रेंज के लिए जगह" रणनीति लिथियम आयरन फॉस्फेट मॉडल को आसानी से 600 किलोमीटर से अधिक की रेंज में ले जाने की अनुमति देती है, जो कि टर्नरी लिथियम बैटरियों के स्तर के करीब है।
सीएटीएल की शेनक्सिंग सुपरचार्जेबल बैटरी और जेके की गोल्ड ब्रिक बैटरी सहित अन्य नई पीढ़ी के उत्पादों ने भी लिथियम आयरन फॉस्फेट मार्ग को अपनाया है।
समान बैटरी जीवन लेकिन काफी कम लागत के साथ, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी ने जून 2021 में पहली बार स्थापित क्षमता में दूसरों को पीछे छोड़ने के बाद अपने बाजार हिस्सेदारी में वृद्धि देखी, धीरे-धीरे बाजार में मुख्यधारा की तकनीक बन गई।
सामग्री सुरक्षा के लिए केवल प्रारंभिक बिंदु है।
लागत लाभ के अलावा, क्या लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियां वास्तव में टर्नरी लिथियम बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित हैं?
इसका उत्तर यह है कि यह निश्चित रूप से सुरक्षित है, लेकिन पूर्णतः सुरक्षित नहीं है।
विद्युत-रासायनिक दृष्टिकोण से, लिथियम आयरन फ़ॉस्फ़ेट (LiFePO₄, LFP) पदार्थों की सुरक्षा में त्रिगुण लिथियम पदार्थों (जैसे NCM811, NCA, आदि) की तुलना में वास्तव में महत्वपूर्ण अंतर होता है। ये अंतर उनकी भौतिक संरचना और ऊष्मागतिक गुणों में निहित हैं।
सरल शब्दों में, लिथियम आयरन फॉस्फेट एक ओलिवाइन-प्रकार की क्रिस्टल संरचना को अपनाता है, जिसमें फॉस्फोरस (P) और ऑक्सीजन (O) मजबूत सहसंयोजक बंधों द्वारा बंधे होते हैं, जिससे यह अधिक स्थिर होता है। उच्च तापमान, अधिभार या आंतरिक शॉर्ट सर्किट जैसी चरम स्थितियों में, इसके रासायनिक बंधनों को तोड़ना बेहद मुश्किल होता है, और यह दहन को सहारा देने के लिए ऑक्सीजन नहीं छोड़ता।
इस कारण से, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियां आमतौर पर कील प्रवेश परीक्षणों के दौरान केवल स्थानीय तापमान वृद्धि और धुआं दिखाती हैं, तथा कभी-कभार ही खुली लपटें या विस्फोट दिखाती हैं।
▲ लिथियम आयरन फॉस्फेट ऐसा दिखता है।
इसके अलावा, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का थर्मल रनवे दीक्षा तापमान आम तौर पर 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होता है, और कुछ उच्च शुद्धता वाले संशोधित उत्पाद 700-800 डिग्री सेल्सियस तक भी पहुंच सकते हैं, जो किसी भी परिवेश के तापमान से कहीं अधिक है जो एक वाहन दैनिक उपयोग में सामना कर सकता है।
इसके विपरीत, त्रिगुण लिथियम बैटरियों की कैथोड सामग्री एक स्तरित ऑक्साइड संरचना से बनी होती है, जो निकल (Ni), कोबाल्ट (Co), मैंगनीज (Mn), या एल्युमीनियम (Al) से बनी होती है।
हालाँकि ये पदार्थ उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदान करते हैं, लेकिन इनके धातु-ऑक्सीजन बंधन 200 डिग्री सेल्सियस के आसपास के तापमान पर टूटने के लिए अत्यधिक प्रवण होते हैं, जिससे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियाँ निकलती हैं जो तापीय पलायन को गति प्रदान करती हैं। कई संस्थानों द्वारा किए गए मानक नेल पेनेट्रेशन परीक्षणों में, उच्च-निकल टर्नरी बैटरियों में अक्सर 10 सेकंड के भीतर 400-600 डिग्री सेल्सियस तक तापमान वृद्धि देखी जाती है, जिसके साथ ज्वाला उत्सर्जन, अपस्फीति और यहाँ तक कि आवरण का फटना भी होता है।
इसके अलावा, लिथियम आयरन फॉस्फेट की विफलता आमतौर पर "क्रमिक" होती है, और थर्मल रनअवे से पहले एक अपेक्षाकृत लंबी चेतावनी अवधि होती है; जबकि त्रिक लिथियम, विशेष रूप से उच्च-निकल प्रणालियाँ, महत्वपूर्ण बिंदु पार करने के बाद तेज़ी से थर्मल रनअवे विकसित करती हैं, जिससे अक्सर BMS (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) समय पर हस्तक्षेप करने में असमर्थ हो जाती है। यही कारण है कि त्रिक लिथियम मॉडल शुरुआती इलेक्ट्रिक वाहनों में आग लगने की घटनाओं के उच्च अनुपात के लिए ज़िम्मेदार थे।
▲ BYD द्वारा बैटरी पंचर नियंत्रण प्रयोग किया गया
इसलिए, आम जनता का मानना है कि "लिथियम आयरन फॉस्फेट ज़्यादा सुरक्षित है" और इसमें कोई समस्या नहीं है। हालाँकि, एक और अनदेखा मुद्दा यह है कि क्या बैटरी सेल की रासायनिक सुरक्षा को सीधे तौर पर पूरे वाहन सिस्टम के वास्तविक सुरक्षा प्रदर्शन के बराबर माना जा सकता है।
बिल्कुल नहीं।
वास्तविक दुनिया में वाहन सुरक्षा कभी भी किसी एक बैटरी सेल के प्रदर्शन का एक साधारण अनुमान नहीं होती। कार में आग लगना न केवल इस बात पर निर्भर करता है कि बैटरी सेल "जलन-प्रतिरोधी" है या नहीं, बल्कि इस बात पर भी निर्भर करता है कि उसमें यांत्रिक क्षति (जैसे नीचे की ओर गिरना या टक्कर), विद्युतीय खराबी (जैसे इन्सुलेशन में खराबी या रिले का अटकना), तापीय प्रबंधन में खराबी (जैसे शीतलक रिसाव), बाहरी प्रज्वलन (जैसे कार के अंदर लाइटर का सीधी धूप में पड़ना), और यहाँ तक कि सॉफ़्टवेयर नीति में खामियाँ (जैसे गलत SOC अनुमान के कारण ओवरचार्जिंग) तो नहीं हैं।
भले ही सबसे स्थिर लिथियम आयरन फॉस्फेट सेल का उपयोग किया गया हो, अगर बैटरी पैक में निचली सुरक्षा का अभाव है, कमज़ोर ऊष्मारोधी डिज़ाइन है, या धीमी BMS प्रतिक्रिया है, तो यह जटिल परिचालन स्थितियों में भी विफल हो सकता है। इसके विपरीत, एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया टर्नरी लिथियम सिस्टम एकल सेल थर्मल रनवे के बाद प्रसार को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, जिससे "5 मिनट के भीतर आग न लगने" की राष्ट्रीय मानक आवश्यकता पूरी हो जाती है।
▲ Avita 06 की बैटरी सुरक्षा संरचना
दूसरे शब्दों में, सामग्री सुरक्षा का प्रारंभिक बिंदु है, जबकि प्रणाली अंतिम बिंदु है। वाहन सुरक्षा को "सही बैटरी सेल चुनने" तक सीमित कर देने से इंजीनियरिंग की जटिलता कम हो जाती है और जोखिम के वास्तविक स्रोत भी अस्पष्ट हो सकते हैं।
वास्तव में, हाल ही में हुई कई दुर्घटनाओं की जांच के परिणामों ने इस बात की पुष्टि की है।
एविटा 06 आग को अग्निशमन विभाग द्वारा "बाहरी आग" के रूप में वर्गीकृत किया गया था, तथा प्रज्वलन बिंदु बैटरी पैक में नहीं था; आइडियल मेगा समस्या शीतलक में डिज़ाइन दोष से उत्पन्न हुई थी।
ये ऐसी समस्याएं नहीं हैं जिन्हें "सामग्री बदलने" से टाला जा सकता है, बल्कि ये वाहन के सिस्टम एकीकरण और गुणवत्ता नियंत्रण, और यहां तक कि दैनिक ड्राइविंग आदतों का परीक्षण है।
हालाँकि, सरकार बैटरी प्रणाली की सुरक्षा के बारे में आपसे अधिक चिंतित हो सकती है।
यद्यपि "इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए पावर बैटरी की सुरक्षा आवश्यकताएं" (जीबी 38031-2025), जिसे "इतिहास में सबसे सख्त राष्ट्रीय बैटरी मानक" के रूप में जाना जाता है, 1 जुलाई 2026 तक आधिकारिक तौर पर लागू नहीं किया जाएगा, लगभग सभी प्रमुख वाहन निर्माताओं ने घोषणा की है कि उनके मॉडलों में उपयोग किए जाने वाले पावर बैटरी उत्पादों ने नए राष्ट्रीय मानक के निरीक्षण को पारित कर दिया है।
▲ गीली शील्ड बैटरी सुरक्षा प्रणाली
"थर्मल रनअवे" पहलू के संबंध में, जो सबसे बड़ी सार्वजनिक चिंता का विषय है, नए राष्ट्रीय मानक के अनुसार, यदि पूरे बैटरी पैक में कुछ सेल में आग लग जाती है और शॉर्ट-सर्किट हो जाता है, तो वे अन्य बैटरियों को प्रज्वलित नहीं करना चाहिए।
दूसरे शब्दों में, ओईएम को बैटरी सेलों के बीच उचित ऊष्मा इन्सुलेशन और अपव्यय सुनिश्चित करने की आवश्यकता है, ताकि एक सेल के खराब होने पर पूरी बैटरी जलने से बच सके।
इसके अलावा, अगर पावर बैटरी में थर्मल रनवे होता है और 2 घंटे के भीतर आग नहीं लगती या विस्फोट नहीं होता, तो भी 5 मिनट के भीतर अलार्म जारी किया जाना चाहिए। अलार्म जारी होने के 5 मिनट के भीतर, बैटरी का धुआँ यात्री डिब्बे में प्रवेश नहीं करना चाहिए।
इसलिए, अधिकांश मामलों में, "नए राष्ट्रीय मानक" को पूरा करने वाली पावर बैटरियों में अधिकांश अप्रत्याशित स्थितियों में हिंसक आग या विस्फोट नहीं होगा; यहां तक कि सबसे खराब स्थिति में भी, वे रहने वालों को भागने के लिए पर्याप्त समय प्रदान कर सकते हैं।
▲ नया राष्ट्रीय मानक प्रमाणन
अंत में, आइए उस प्रश्न पर लौटें जिसकी उपभोक्ताओं को सबसे अधिक चिंता है: मुझे कैसे चुनना चाहिए?
इसका उत्तर "टर्नरी लिथियम बैटरियों से बचना" नहीं है, बल्कि ऐसे मॉडलों को चुनना है जो नए राष्ट्रीय मानक प्रमाणन से गुजर चुके हैं और जिनमें पूर्ण थर्मल रनवे सुरक्षा डिजाइन है, और दैनिक उपयोग में उच्च तापमान जोखिम और अनधिकृत सर्किट संशोधन जैसे उच्च जोखिम वाले व्यवहारों से बचना है।
यदि उपयोग परिदृश्यों के आधार पर एक ही उत्तर की आवश्यकता है, तो यह अनुशंसा की जाती है कि उत्तर में उपयोगकर्ता टर्नरी लिथियम बैटरी चुनें, जिसमें बेहतर निम्न-तापमान प्रदर्शन होता है, जबकि दक्षिण में उपयोगकर्ता लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी चुनते हैं।
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