Die Sicherheit von Batterien auf Lithiumbasis wurde intensiv untersucht und zog Parallelen zu historischen Energiespeicherrisiken wie Dampfmaschinenexplosionen und frühen Kontroversen um Benzin. Während die Lithium-Ionen-Technologie im Allgemeinen sicher ist, weisen gelegentliche Ausfälle, wie etwa der Sony-Rückruf von sechs Millionen Batterien im Jahr 2006, auf potenzielle Risiken hin.
Die Batteriehersteller wollen Metallpartikel reduzieren, die sich trotz der Herausforderungen bei der Aufrechterhaltung der absoluten Sauberkeit in Batterienräumen ausgelöst haben. Zellen mit ultradünnen Separatoren (24 uM oder weniger) sind anfälliger für Verunreinigungen als ältere Konstruktionen. Während sie sich entzünden können, haben sich neue Sicherheitsstandards durch UL entwickelt, die keine Penetrationstests für die Annahme von Lithiumbatterien mehr benötigen.
Um die Sicherheit vor der Veröffentlichung zu gewährleisten, unterwerfen sich Hersteller Batterieproben zu strengen Tests, die über ein Jahr eine Million fehlerfreier Proben erfordern, bevor kritische Anwendungen wie medizinische Geräte genehmigt werden.
Da die aktuelle Li-Ionen-Technologie an ihre Grenzen der Energiekapazität stößt, stellen Hersteller jetzt Verbesserungen in den Bereichen Sicherheit und Langlebigkeit über reine Kapazitätsgewinne. Es bestehen weiterhin Probleme mit internen Kurzschlüssen, die externe Schutzmaßnahmen überfordern können, wie der Rückruf von 2006 zeigt, der die UL-Sicherheitsanforderungen erfüllte, aber bei normalem Gebrauch dennoch versagte.
Batterieausfälle fallen in zwei Kategorien: vorhersehbare Designfehler und zufällige Ereignisse ohne klare Designprobleme. Ein kleiner Kurzfilm kann mit minimalem Wärmeanbau eine erhöhte Selbstentladung verursachen. Eine Akkumulation von metallischen Partikeln kann jedoch zu einem signifikanten Stromfluss und einer übermäßigen Erwärmung führen, die möglicherweise verursacht werden thermisches Durchgehen, oft beschrieben als als “mit Flamme entlüften.”.”
Darüber hinaus erhöhen ungleichmäßige Separatoren den Widerstand und erzeugen lokale Wärmeflecken, die die Integrität des Separators schwächen. Am meisten Hauptli-Ionen-Hersteller Röntgenaufnahme jeder Zelle während der Qualitätskontrolle, um Anomalien wie gebogene Registerkarten oder zerkleinerte Gelee-Rollen zu erkennen – Beitrag zu den heutigen Sicherheitsstandards von Batterie, die normalerweise nur von anerkannten Marken bestätigt werden.
Verbesserung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien: wichtige Überlegungen
Qualitäts-Lithium-Ionen-Batterien sind von Natur aus sicher, wenn sie korrekt verwendet werden. In Konsumgütern mit nicht zertifizierten Batterien wie Hoverboards wurden jedoch zahlreiche Wärme- und Brandvorfälle gemeldet. Diese Probleme wurden in jüngsten Modellen weitgehend mit zertifizierten Li-Ionen-Batterien gelöst.
Missbrauch – extreme Bedingungen, Überladung – kann zum Ausfall jedes Batterietyps führen. Die richtige Handhabung verhindert das. Li-Ionen-Zellen müssen sorgfältig verwaltet werden, um stabil zu bleiben: Vermeiden Sie Tiefentladungen und längere Niederspannungseinwirkung. Hitze und Überladung sind die Hauptstressfaktoren. Bewahren Sie die Zellen daher nur teilweise geladen und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt auf. Auch wenn Ausfälle im täglichen Einsatz selten sind, stehen die Hersteller zu ihren Sicherheitsstandards.
Trotz der täglichen Verwendung von über einer Milliarde mobile Geräte bleiben Unfälle selten – Weniger als ein Misserfolg pro Million für Qualitätsli-Ionen-Zellen im Vergleich zu einer 1 von 13.000 Chance, über ein Leben lang von Blitz getroffen zu werden.
Industrielle Batterien, die in Elektrowerkzeugen verwendet werden, sind in der Regel robuster als Verbrauchermodelle, konzentrieren sich jedoch eher auf die Stromversorgung als auf lange Laufen. Leistungszellen sind sicherer, wenn sie im Vergleich zu Energiezellen missbraucht werden.
In den letzten Jahren wurde auf Risiken hingewiesen, die mit Lithium-Ionen-Zellen (18650) unbekannter Marken verbunden sind, die häufig zum Dampfen verwendet werden. Diesen fehlt möglicherweise die Qualitätssicherung seriöser Marken. Brände durch defekte E-Zigaretten-Batterien haben zu gefährlichen Zwischenfällen geführt, wie etwa einer Notlandung eines WestJet-Fluges aufgrund eines Bordbrandes, der durch illegalen Batterietransport verursacht wurde.
In Bezug auf Elektrofahrzeuge (EVs) zeigen Statistiken, dass sie im Vergleich zu Verbrennungsmotoren (ICE) weniger Brände pro Milliarde Kilometer produzieren: etwa zwei Brände pro Milliarde Kilometer für Tesla gegenüber rund 90 für Eisfahrzeuge, nachdem über 400.000 Eiswagen in den 80ern Feuer gefangen wurde.
Was tun, wenn eine Batterie überhitzt oder Feuer fängt?
Während eines Überhitzungsvorfalls von Li-Ionen-Batterie ist eine schnelle Aktion von entscheidender Bedeutung. Wenn die Batterie zischt oder sich zahlt, bewegen Sie das Gerät auf eine nicht geschlossene Oberfläche und erwägen Sie es im Freien. Das einfache Trennen der Batterie reicht möglicherweise nicht aus, um weitere Probleme zu vermeiden.
Verwenden Sie für kleine Li-Ionen-Brände Schaum, CO2, Trockenchemikalien, Graphitpulver, Kupferpulver oder Soda-Löscher. In Flugzeugkabinen können Flugbegleiter aufgrund des niedrigen Lithiumgehalts in den Batterien Wasser oder Soda verwenden, um Li-Ionenbrände zu verwalten.
Frachtbereiche sind mit Feuerlöschsystemen wie Halon ausgestattet, um Li-Ionen-Brände zusammen mit anderen brennbaren Materialien zu bekämpfen. Neue Löschmethoden wie Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD) und Extover® bieten neue Möglichkeiten, brennende Batterien zu ersticken; Auch Sand in feuerfesten Behältern kann Verbrennungen wirksam bekämpfen.
Bei EV -Bränden, die intensiver sein können als solche, an denen Fahrzeuge von Brennmotoren beteiligt sind, sind spezifische Brandbekämpfungsmethoden erforderlich. Löscher der Klasse D werden aufgrund ihrer Reaktivität mit Wasser für Lithium-Metall-Batteriebrände empfohlen.
Mit zunehmender EV -Zahlen wird die Notwendigkeit einer Entwicklung von Brandbekämpfungstechniken, z.
Effektive Richtlinien für den Umgang mit Bränden von Lithium-Ionen-Batterien
- Im Falle eines defekten Li-Ionen-Akkus, der durch Zischen, Ausbeulen und Austreten von Elektrolyt gekennzeichnet ist, ist sofortiges Handeln der Schlüssel zur Vermeidung potenzieller Gefahren.
- Es wird empfohlen, ein Li-Ion-Feuer mit Wasser zu übergehen oder einen Standard-Feuerlöscher zu verwenden, um das Risiko einer Zündung in der Nähe brennbarer Materialien zu mildern.
- Beim Umgang mit Lithiummetallbränden ist die Verwendung eines Feuerlöschers der Klasse D aufgrund der Reaktionsfähigkeit von Lithium mit Wasser unbedingt erforderlich.
- In Ermangelung eines Löschers der Klasse D kann Wasser als Alternative verwendet werden, um zu verhindern, dass sich das Feuer effektiv ausbreitet.
- Für optimale Ergebnisse beim Löschen eines Li-Ionenfeuers können verschiedene Löschmittel wie Schaumstoff, CO2, ABC-Trockenchemikalie, Graphitpulver, Kupferpulver oder Soda verwendet werden, ähnlich wie bei serienmäßigen brennbaren Feuerszenarien.
- In Fällen, in denen eine brennende Lithium-Ionen-Batterie nicht gelöscht werden kann, ist es ein praktikabler Ansatz, dass das Rudel kontrolliert ausbrennen kann. Es ist wichtig, die Zellausbreitung zu überwachen, da jede Zelle in unterschiedlichen Raten brennen kann, wenn sie Wärme ausgesetzt sind, und scheinbar ausgebrannte Batterien sicher zu entsorgen, indem sie für einen bestimmten Zeitraum im Freien platziert werden, um potenzielle Risiken zu minimieren.
