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福特申请新电池包通风口专利防止电动汽车排放有害气体

盖世汽车 Elisha 2024-06-05 11:56:12

核心提示：该专利申请描述了电池包的通风口，其中使用的催化剂可以促进一氧化碳、氢和碳氢化合物分解。

盖世汽车讯据外媒报道，福特向美国专利商标局（USPTO）提交专利申请，其中详细说明了可以防止有害气体从电动汽车（如Mustang Mach-E或F-150 Lightning等）电池包中逸出的方法。类似于帮助过滤排气系统中不良排放物的催化转化器，该专利申请描述了电池包的通风口，其中使用的催化剂可以促进一氧化碳、氢和碳氢化合物分解。

（图片来源：USPTO）

在压力条件下产生排放

该专利申请中指出，锂离子电池电芯“已知在受到压力时会发生变形”。其结果是，常用的聚烯烃基隔膜开始熔化，引发电极和电解质之间发生放热化学反应，从而开始产生气体，增加电池包内的压力，并提升电池包内的温度。这些热量不断增加会加快化学反应的速度，从而导致热失控和起火风险。

该专利申请将这些压力条件描述为“一个或多个电池电芯不可逆地偏离设计操作和/或暴露在高温下”的情况。构成高温的条件在很大程度上取决于制造每个部件时所使用的材料，但福特重点关注当电池电芯中的隔膜达到或超过熔点时会发生什么。这时，一辆电动汽车可能会完全烧焦。

解决方案

福特的设想是给电池包安装一个排气口，其中安置催化剂。当温度达到约212°F（100摄氏度）左右时，这种催化剂就会迅速发挥作用。

当这种情况发生时，这些催化剂中的材料将有助于将上述气体分解成二氧化碳和水。利用傅里叶变换红外光谱进行的实验室测试表明，这些催化剂有助于在更低的温度下发生反应，并且当催化剂中的钯颗粒位于氧化铈和氧化锆的混合物上时，100%的一氧化碳和氢气以及50%的聚乙烯可以在适当温度下转化为二氧化碳和水。在两倍的温度下，这些催化剂可以转化所有的聚乙烯。

该专利指出，钯和其他材料非常昂贵，但铜等低成本替代品也可以完成这项工作。然而，与钯基催化剂（212°F）相比，铜基催化剂需要多出50%的热量（约302°F）才能转化一氧化碳和氢气，而转化70%的聚乙烯则需要三倍的热量（572°F）。

这项创新表明了福特致力于提高电动汽车的效率和安全性。这些领域的进步越大，未来的电动汽车就会越好且成本更低。