Hiện nay toàn bộ các phương tiện sử dụng điện trên thế giới đều sử dụng nguồn năng lượng có thể sạc lại được gọi chung là RESS (Rechargeable Energy Storage System). RESS có thể là ắc quy chì axit, ắc quy kiềm hoặc các loại pin Lithium ion… Do đặc điểm lưu trữ năng lượng điện năng rất lớn dưới dạng năng lượng hóa học, các phản ứng hóa học xảy ra tại các điện cực Anot và Catot sinh ra dòng điện và được chuyển hóa thành cơ năng nên khả năng gây ô nhiễm môi trường và mất an toàn cháy nổ là rất cao. Một khi đã bị chập cháy thì các phản ứng xảy ra rất mãnh liệt và không có cách nào để dừng lại, giải phóng một lượng lớn khí độc hại ra môi trường và thường thiệt hại lớn về tài sản cũng như con người.
Thực trạng sử dụng pin Li-ion trên các phương tiện giao thông
Với đặc tính vượt trội về mật độ năng lượng, công suất và tuổi thọ,trong khi thời gian sạc và chi phí bảo trì thấp, pin Li-ion đã và đang đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đấy sự phát triển của ngành công nghiệp xe điện. Doanh số xe ô tô điện toàn cầu tăng nhanh qua từng năm gần đây (năm 2022, mức tǎng trưởng đạt 66,6%, lên mức 7,26 triệu xe, chiếm 9,5% tổng doanh số bán xe toàn cầu, trong đó Trung Quốc tăng khoảng 80%, lên 4,53 triệu chiếc, các nước châu Âu tǎng khoảng 30%, đạt 1,53 triệu xe). Nhiều hãng xe lớn đã cam kết lộ trình phát triển xe chạy điện thay thế xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch.
Trong nước, Đảng, Nhà nước, Chính phủ luôn dành sự quan tâm đặc biệt về các nguồn lực cho tăng trưởng xanh, quyết tâm ứng phó với biến đổi khí hậu và xây dựng nền kinh tế xanh, kinh tế tuần hoàn và thân thiện với môi trường. Với những chính sách khuyến khích, hỗ trợ phát triển năng lượng xanh của Chính phủ,số lượng xe điện tại Việt Nam trong thời gian gần đây đã tăng trưởng nhanh chóng. Hiện nay, trên cả nước có khoảng 04 triệu xe đạp, xe máy điện đang lưu hành,doanh số tiêu thụ hằng năm liên tục tăng từ 30% đến 35%, đưa nước ta trở thành thị trường xe máy điện (E2W) lớn nhất khu vực ASEAN và lớn thứ hai toàn cầu,chỉ sau Trung Quốc. Đối với ô tô điện, mức độ sử dụng tại Việt Nam tuy còn kháthấp so với thị trường chung của khu vực (chỉ chiếm 0,7% tổng lượng ô tô điện bán ra ở thị trường ASEAN), song, số lượng xe ô tô điện sản xuất, lắp ráp, nhập khấu tại Việt Nam trong thời gian gần đây đang tǎng trưởng rất nhanh (nǎm 2023 là 28.402 xe trong khi năm 2021 chỉ có 167 xe. Dự báo số xe ô tô điện luu thông tai Việt Nam sẽ đạt 01 triệu xe vào năm 2028 và 3,5 triệu xe vào nǎm 2040).
Tính chất, đặc điểm nguy hiểm cháy,nỗ của pin Li-ion và phuơng tiện giao thông sử dụng pin Li-ion
So với xe động cơ đốt trong, đám cháy của các phương tiện giao thông sử dụng pin Li-ion có một số đặc điểm, tính chất nguy hiểm cháy khác biệt, cụ thể:
Giải phóng các khí độc và dễ cháy: Tương tự như xe động cơ đốt trong,đám cháy các phương tiện giao thông điện sử dụng pin Li-ion giải phóng ra hỗn hợp khí, trong đó lượng khí HF (một loại khí rất độc) tỏa ra từ đám cháy xe điện cao hơn nhiều lần so với xe động cơ đốt trong.
Giải phóng ngọn lửa áp lực cao: Ngọn lửa khi cháy xe điện có áp lực khálớn, xuất phát từ vị trí đặt khối pin Li-ion và kèm theo hỗn hợp khí cháy thoát ra,độ dài ngọn lửa phụ thuộc vào dung lượng pin và lượng điện tích còn lại. Ngọn lửa xe điện là ngọn lửa áp lực xuất phát từ vị trí đặt pin, có hướng phun ngang từgầm xe nên khả năng cháy lan theo một hướng cao hơn xe động cơ đốt trong.
Nguy hiểm gây nổ và văng các mảnh vỡ ra xung quanh: Hỗn hợp khí cháy thoát ra từ pin Li-ion dưới tác động của ngọn lửa, khi đạt đến giới hạn áp suất nhất định có thể gây nổ. Xác suất xảy ra vụ nổ khi cháy pin Li-ion là thấp nhung có mức độ nghiêm trọng cao do khả năng bắn ra vật chất cháy kèm ngọn lửa gây cháy lan xung quanh.
Nguy cơ bị điện giật: Một số hệ thống pin Li-ion có điện áp tới vài trǎm vôn (như hệ thống pin Li-ion trên các phương tiện giao thông), do đó, khi chữa cháy bằng nước đối với một số đám cháy liên quan đến pin Li-ion (như chữa cháy xe điện) vẫn đang trong chế độ sạc hoặc người chữa cháy tiếp xúc trục tiếp vào cả hai điện cực của pin có thể bị điện giật.
Nguy cơ bùng cháy trở lại: Khi pin Li-ion trong giai đoạn thoát nhiệt, các phản ứng hóa học kết hợp bên trong tiếp tục xảy ra kể cả sau các hoạt động chữa cháy có thể khiến pin Li-ion cháy trở lại ngay cả sau khi ngọn lửra đã bị dập tắt. Trong đó, một trong các phản ứng hóa học khiến pin Li-ion tự bốc cháy lại,hiện tượng tự giải phóng oxy do sự mất ổn định về cấu trúc của catot có chúa các nguyên tử oxy. Một số thử nghiệm cháy trên xe điện sử dụng pin Li-ion đã chứng minh, sau khi bị dập tắt, đám cháy đã bùng cháy trở lại sau 22 giờ. Xe động cơ đốt trong không có khả năng cháy lại nếu đám cháy đã được dập tắt
Khả năng tiếp cận gốc lửa: Các bộ pin của xe điện được bố trí bên trong các ngăn hoặc khu vực được gia cố chắc chắn trong khung, gầm xe điện để tránh ảnh hưởng bởi va chạm cơ học; do đó, khi các bộ pin xe điện bị cháy thì việc đưa các chất chữa cháy vào khu vực các tế bào pin đang cháy là rất khó khăn.
Thời gian cháy, lượng chất chữa cháy cần thiết: Đám cháy xe điện (có thể lên đên 3 đến 5 giờ), kéo dài hơn đám cháy xe động cơ đốt trong (1 đến 2 giờ) do các phản ứng hóa học có thể vẫn tiếp diễn âm ỉ bên trong khối pin; vì vậy, lượng chất chữa cháy cần thiết để dập tắt đám cháy đối với xe điện lớn hơn đối với xe động cơ đốt trong khiến việc chữa cháy và dập tắt hoàn toàn ngọn lửa khó khăn hơn rất nhiều so với các vụ cháy xe động cơ đốt trong (vụ cháy nhà máy sản xuất pin Li-ion ngày 24/6/2024 tại thành phố Hwaseong, Hàn Quốc làm 23 người thiệt mạng xuất phát từ cháy một viên pin nhưng không được dập tắt hoàn toàn khiến toàn bộ 35.000 viên pin đã phát nổ, thiêu rụi hoàn toàn nhà máy và giái phóng lượng lớn khí độc).
