La sicurezza di batterie a base di litio è stato sotto un intenso controllo, attirando parallelismi ai rischi storici di accumulo di energia come le esplosioni di motori a vapore e le prime controversie sulla benzina. Mentre la tecnologia agli ioni di litio è generalmente sicura, occasionali fallimenti, come il richiamo Sony del 2006 di sei milioni di pacchetti, evidenziano potenziali rischi.
I produttori di batterie mirano a ridurre le particelle metalliche che possono innescare cortocircuiti, nonostante le sfide nel mantenere la pulizia assoluta nelle sale pulite della batteria. Le cellule con separatori ultra-sottili (24 µm o meno) sono più inclini alle impurità rispetto ai progetti più vecchi. Poiché possono accendere, i nuovi standard di sicurezza di UL si sono evoluti, non richiedono più test di penetrazione per l'accettazione delle batterie al litio.
Per garantire la sicurezza prima del rilascio, i produttori sottopongono campioni di batterie a test rigorosi, che richiedono un milione di campioni senza guasti in un anno prima di approvare applicazioni critiche come i dispositivi medici.
Poiché l'attuale tecnologia di litio si avvicina ai suoi limiti di capacità energetica, i produttori danno la priorità ai miglioramenti della sicurezza e della longevità sulla pura capacità. Le sfide persistono con i cortometraggi interni che possono sopraffare le misure di protezione esterne, come evidenziato dal richiamo del 2006, che ha soddisfatto i requisiti di sicurezza UL ma sono ancora falliti durante l'uso normale.
I guasti della batteria rientrano in due categorie: difetti di progettazione prevedibili ed eventi casuali senza chiari problemi di progettazione. Un corto minore può causare un aumento dell'auto-scarica con un accumulo di calore minimo. Tuttavia, un accumulo di particelle metalliche può portare a un flusso di corrente significativo e al riscaldamento eccessivo, potenzialmente causando fuga termica, spesso descritto come “sfogare con la fiamma.”
Inoltre, i separatori irregolari aumentano la resistenza e generano macchie di calore locali che indeboliscono l'integrità del separatore. Maggior parte principali produttori di li-ioni raggi X ogni cella durante il controllo di qualità per rilevare anomalie come schede piegate o rotoli di gelatina frantumati – Contribuire agli standard di sicurezza della batteria di oggi che vengono generalmente sostenuti solo dai marchi riconosciuti.
Avanzando la sicurezza della batteria agli ioni di litio: considerazioni chiave
Le batterie agli ioni di litio di qualità sono intrinsecamente sicure se utilizzate correttamente. Tuttavia, numerosi incidenti di calore e fuoco sono stati riportati nei prodotti di consumo con batterie non certificate, come gli hoverboard. Questi problemi sono stati in gran parte risolti con batterie agli ioni di litio certificati nei modelli recenti.
L'abuso, come l'esposizione a condizioni estreme o sovraccarico, può portare a guasti in tutti i tipi di batterie, sottolineando la necessità di pratiche di gestione adeguate. Le cellule di litio richiedono un'attenta gestione per prevenire l'instabilità, incluso l'evitamento di scarichi profondi e l'esposizione a bassa tensione prolungata. Il calore e il sovraccarico sono fattori di stress primari per le batterie agli ioni di litio, che richiedono pratiche di conservazione caute come la ricarica parziale e la protezione dalla luce solare diretta. I produttori hanno la responsabilità dei guasti della batteria, sottolineando il loro impegno per gli standard di sicurezza nonostante i rari incidenti nell'uso del dispositivo quotidiano.
Nonostante oltre un miliardo di dispositivi mobili in uso quotidianamente, gli incidenti rimangono rari – Meno di un fallimento per milione per le cellule di litili di qualità rispetto a una probabilità 1 su 13.000 di essere colpiti da un fulmine per una vita.
Le batterie industriali utilizzate negli utensili elettrici sono in genere più robuste dei modelli di consumo, ma si concentrano sull'erogazione di energia piuttosto che sui lunghi tempi. Le cellule di potenza sono più sicure se abusate rispetto alle cellule energetiche.
Negli ultimi anni, le preoccupazioni hanno messo in evidenza i rischi associati a celle di ioni di litio (18650) di marca non familiari spesso utilizzate per lo svapo; Questi potrebbero non avere la garanzia di qualità trovata nei marchi affidabili. Gli incendi da batterie di sigaretta elettronica difettosi hanno portato a pericolosi incidenti, come un atterraggio di emergenza di un volo Westjet a causa di un incendio a bordo causato dal trasporto illegale di batterie.
Per quanto riguarda i veicoli elettrici (EVS), le statistiche mostrano che producono meno incendi per miliardi di chilometri a guida rispetto ai veicoli del motore a combustione interna (ICE): circa due incendi per miliardi di chilometri per Tesla rispetto a circa 90 per i veicoli di ghiaccio oggi, dopo oltre 400.000 auto di ghiaccio hanno preso fuoco durante gli anni '80.
Cosa fare se una batteria si surriscalda o prende fuoco
Durante un incidente di surriscaldamento della batteria agli ioni di litio, l'azione rapida è vitale. Se la batteria sibila o i rigonfiamenti, sposta il dispositivo su una superficie non infiammabile e considera di trasferirlo all'aperto. La semplice disconnessione della batteria potrebbe non essere sufficiente per prevenire ulteriori problemi.
Per piccoli fuochi di litio, utilizzare schiuma, CO2, sostanze chimiche a secco, polvere di grafite, polvere di rame o estintori di soda. Nelle cabine dell'aereo, gli assistenti di volo possono utilizzare acqua o soda per gestire gli incendi agli ioni di litio a causa del basso contenuto di litio nelle batterie.
Le aree di carico sono dotate di sistemi di soppressione antincendio, come Halon, per gestire gli incendi di litio insieme ad altri materiali infiammabili. Nuovi metodi di estinzione come la dispersione acquosa della vermiculite (AVD) e ExtOver® forniscono modi innovativi per soffocare le batterie in fiamme; La sabbia nei contenitori ignifutti può anche controllare efficacemente le ustioni.
Nel caso degli incendi EV, che possono essere più intensi di quelli che coinvolgono veicoli a motore a combustione interna, sono richiesti metodi specifici di incendio. Gli estintori di classe D sono raccomandati per gli incendi a batteria al litio-metallo a causa della loro reattività con l'acqua.
Man mano che aumentano i numeri di veicoli elettrici, la necessità di evoluzione di tecniche di sede antincendio, come l'incorporazione dei divisori tra le cellule per prevenire le reazioni a catena durante la fuga termica, diventa essenziale.
Linee guida efficaci per la gestione del fuoco della batteria agli ioni di litio
- In caso di una batteria agli ioni di litio in fallimento, contrassegnata da perdite sibilanti, sporgenti e elettrolitiche, un'azione immediata è fondamentale per prevenire potenziali pericoli.
- Si raccomanda un incendio di litio con acqua o usando un estintore standard per mitigare il rischio di accensione dei materiali combustibili vicini.
- Quando si tratta di incendi al litio-metallo, è essenziale utilizzare un estintore di Classe D a causa della natura reattiva del litio con acqua.
- In assenza di un estintore di classe D, l'acqua può essere usata come alternativa per impedire alla diffusione del fuoco in modo efficace.
- Per esiti ottimali nell'estinzione di un incendio di litio, vari agenti estinguiti come schiuma, CO2, chimica a secco ABC, polvere di grafite, polvere di rame o soda possono essere impiegate, simili agli scenari di fuoco combustibili standard.
- Nei casi in cui una batteria agli ioni di litio in fiamme non può essere estinta, consentire al pacchetto di bruciare in modo controllato è un approccio praticabile. È importante monitorare la propagazione delle cellule, poiché ogni cella può bruciare a velocità diverse quando esposta al calore e smaltire in sicurezza i pacchi apparentemente bruciati posizionandoli all'aperto per un periodo di tempo per ridurre al minimo i potenziali rischi.
