Vì sao pin lithium-ion của xe điện dập khó hơn xe xăng gấp 10 lần?

Các vụ cháy xe điện gây khó khăn lớn cho lực lượng cứu hỏa khi cần lượng nước rất lớn để dập tắt hoàn toàn, bởi pin lithium-ion trong xe phát nhiệt lên tới gần 1.832°F và có thể tự bùng cháy trở lại dù ngọn lửa bên ngoài đã tắt.

Chiếc xe điện bị cháy với lớp vỏ bên ngoài cháy đen, cho thấy độ khó khăn khi dập tắt pin lithium-ion bên trong. Ảnh: SlashGear

Cháy xe là nguy hiểm với bất kỳ loại phương tiện nào, nhưng xe điện tạo ra thách thức lớn hơn cho lực lượng cứu hỏa. Pin lithium-ion lớn trong xe điện cháy với nhiệt độ rất cao, lên tới khoảng 1.832°F, khiến việc dập tắt hoàn toàn trở nên khó khăn hơn nhiều so với xe chạy động cơ đốt trong.

Trong khi xe chạy xăng thường cần khoảng 500 đến 1.000 gallon nước để dập lửa, các vụ cháy xe điện lại tiêu tốn lượng nước lớn hơn rất nhiều. Ví dụ điển hình là vụ cháy xe tải Tesla Semi trên đường cao tốc, lực lượng cứu hỏa đã phải sử dụng tới 50.000 gallon nước để dập tắt ngọn lửa.

Một số vụ cháy xe điện khác cũng cho thấy lượng nước sử dụng rất lớn, như vụ cháy tại Wareham, Massachusetts năm 2023 cần hơn 11.000 gallon nước, hay vụ cháy xe điện ở Bedford, New Hampshire phải dùng hơn 6.000 gallon nước để kiểm soát đám cháy.

Một vụ cháy xe Tesla khác tại Stamford, Connecticut từng khiến lính cứu hỏa phải phun nước liên tục với tốc độ 600 gallon mỗi phút trong suốt 40 phút. Theo tài liệu hướng dẫn xử lý khẩn cấp của Tesla dành cho mẫu Model S, việc dập tắt hoàn toàn pin có thể cần từ 3.000 đến 8.000 gallon nước đổ trực tiếp lên bộ pin.

Nguyên nhân chính khiến cháy xe điện khó dập là do hiện tượng nhiệt chạy tự do (thermal runaway) trong pin lithium-ion. Khi các tế bào pin bị hư hại hoặc quá nhiệt, phản ứng dây chuyền tạo ra nhiệt lượng ngày càng tăng và không thể kiểm soát chỉ bằng cách dập lửa bên ngoài.

Các cực âm trong pin lithium-ion khi nóng lên sẽ giải phóng oxy, khiến ngọn lửa có thể tự duy trì mà không cần không khí bên ngoài. Các tế bào bị hư hại tiếp tục sinh nhiệt và thoát khí dễ cháy, có thể làm bùng phát lại các tế bào lân cận dù bề mặt đã tắt lửa.

Do pin được đóng kín trong vỏ kim loại chắc chắn, nước khó tiếp cận trực tiếp các tế bào bên trong để làm mát. Vì vậy, lực lượng cứu hỏa phải tiếp tục phun nước cho đến khi nhiệt độ pin giảm xuống dưới 176°F mới đảm bảo an toàn.

Sự kết hợp giữa nhiệt độ cao, phản ứng cháy tự duy trì và cấu trúc bảo vệ pin khiến một vụ cháy xe điện có thể tiêu tốn hàng nghìn gallon nước và kéo dài thời gian cứu hộ lâu hơn nhiều so với xe chạy xăng.