Varnost baterije na osnovi litija je bil pod intenzivnim nadzorom in vleče vzporednice z zgodovinskimi tveganji shranjevanja energije, kot so eksplozije parnih strojev in zgodnje polemike glede bencina. Medtem ko je litij-ionska tehnologija na splošno varna, občasne okvare, kot je Sonyjev odpoklic šestih milijonov paketov leta 2006, poudarjajo možna tveganja.
Proizvajalci baterij želijo zmanjšati kovinske delce, ki lahko povzročijo kratke stike, kljub izzivom pri vzdrževanju absolutne čistoče v čistih prostorih za baterije. Celice z ultratankimi separatorji (24 µm ali manj) so bolj nagnjene k nečistočam kot starejše izvedbe. Ker se lahko vnamejo, so se razvili novi varnostni standardi UL, ki ne zahtevajo več testov penetracije za sprejem litijevih baterij.
Da bi zagotovili varnost pred izdajo, proizvajalci podvržejo vzorce baterij strogemu testiranju, ki zahteva milijon vzorcev brez napak v enem letu, preden odobrijo kritične aplikacije, kot so medicinske naprave.
Ker se trenutna litij-ionska tehnologija približuje mejam energetske zmogljivosti, proizvajalci dajejo prednost izboljšavam varnosti in dolgoživosti pred čisto zmogljivostjo. Izzivi ostajajo z notranjimi kratkimi stiki, ki lahko premagajo zunanje zaščitne ukrepe, kot dokazuje odpoklic leta 2006, ki je izpolnjeval varnostne zahteve UL, vendar je še vedno odpovedal med običajno uporabo.
Okvare baterije spadajo v dve kategoriji: predvidljive napake v zasnovi in naključni dogodki brez jasnih težav z zasnovo. Manjši kratki stik lahko povzroči povečano samopraznjenje z minimalnim kopičenjem toplote. Vendar pa lahko kopičenje kovinskih delcev povzroči znaten pretok toka in čezmerno segrevanje, kar lahko povzroči toplotni beg, ki ga pogosto opisujejo kot “odzračevanje s plamenom.”
Poleg tega neenakomerni separatorji povečajo odpornost in ustvarijo lokalne toplotne lise, ki oslabijo celovitost separatorja. večina glavni proizvajalci Li-ionov rentgensko posnemite vsako celico med nadzorom kakovosti, da odkrijete anomalije, kot so upognjeni jezički ali zdrobljeni zvitki želeja – prispeva k današnjim varnostnim standardom za baterije, ki jih običajno podpirajo samo priznane blagovne znamke.
Izboljšanje varnosti litij-ionskih baterij: ključni vidiki
Kakovostne litij-ionske baterije so ob pravilni uporabi same po sebi varne. Vendar so poročali o številnih vročinah in požarih v potrošniških izdelkih z necertificiranimi baterijami, kot so lebdeče deske. Te težave so bile večinoma odpravljene s certificiranimi Li-ion baterijami v zadnjih modelih.
Zloraba, kot je izpostavljenost ekstremnim pogojem ali prekomerno polnjenje, lahko povzroči okvare vseh vrst baterij, kar poudarja potrebo po pravilnem ravnanju. Li-ionske celice zahtevajo skrbno upravljanje, da se prepreči nestabilnost, vključno z izogibanjem globokim razelektritvam in dolgotrajni izpostavljenosti nizki napetosti. Toplota in prekomerno polnjenje sta glavna dejavnika stresa za Li-ionske baterije, ki zahtevata previdno shranjevanje, kot sta delno polnjenje in zaščita pred neposredno sončno svetlobo. Proizvajalci nosijo odgovornost za okvare baterij in poudarjajo svojo zavezanost varnostnim standardom kljub redkim incidentom pri vsakodnevni uporabi naprave.
Kljub več kot milijardi mobilnih naprav, ki se dnevno uporabljajo, so nesreče še vedno redke – manj kot ena okvara na milijon za kakovostne litij-ionske celice v primerjavi z 1 proti 13.000 možnostjo, da vas v življenju udari strela.
Industrijske baterije, ki se uporabljajo v električnih orodjih, so običajno bolj robustne od potrošniških modelov, vendar se osredotočajo na dobavo energije in ne na dolg čas delovanja. Power celice so v primerjavi z energetskimi celicami varnejše, če jih zlorabimo.
V zadnjih letih so pomisleki izpostavili tveganja, povezana z litij-ionskimi (18650) celicami neznane blagovne znamke, ki se pogosto uporabljajo za uparjanje; ti morda nimajo zagotovila kakovosti, ki ga ponujajo ugledne blagovne znamke. Požari zaradi okvarjenih baterij e-cigaret so povzročili nevarne incidente, kot je zasilni pristanek leta WestJet zaradi požara na krovu, ki ga je povzročil nezakonit prevoz baterij.
Kar zadeva električna vozila (EV), statistika kaže, da povzročijo manj požarov na milijardo prevoženih kilometrov v primerjavi z vozili z motorjem z notranjim zgorevanjem (ICE): približno dva požara na milijardo kilometrov pri Tesli v primerjavi z okoli 90 pri vozilih ICE danes, potem ko je zagorelo več kot 400.000 avtomobilov ICE. v 80-ih.
Kaj storiti, če se baterija pregreje ali zagori
V primeru pregretja litij-ionske baterije je nujno hitro ukrepanje. Če baterija piska ali se izboči, premaknite napravo na negorljivo površino in jo prestavite na prosto. Preprost odklop akumulatorja morda ne bo dovolj za preprečitev nadaljnjih težav.
Za manjše Li-ionske požare uporabite peno, CO2, suhe kemikalije, grafitni prah, bakrov prah ali gasilne aparate s sodo. V letalskih kabinah lahko stevardese zaradi nizke vsebnosti litija v baterijah uporabijo vodo ali sodo za gašenje Li-ionskih požarov.
Tovorni prostori so opremljeni s sistemi za gašenje požara, kot je Halon, za obvladovanje Li-ionskih požarov poleg drugih vnetljivih materialov. Nove metode gašenja, kot sta vodna vermikulitna disperzija (AVD) in Extover®, zagotavljajo inovativne načine za dušenje gorečih baterij; pesek v ognjevarnih posodah lahko učinkovito nadzoruje tudi opekline.
V primeru požarov električnih vozil, ki so lahko intenzivnejši od požarov vozil z motorjem z notranjim zgorevanjem, so potrebne posebne metode gašenja. Gasilni aparati razreda D so priporočljivi za požare litij-kovinskih baterij zaradi njihove reaktivnosti z vodo.
Ko se število EV povečuje, postane potreba po razvijajočih se tehnikah gašenja požarov, kot je vgradnja ločnikov med celice za preprečevanje verižnih reakcij med toplotnim uhajanjem, bistvena.
Učinkovite smernice za ravnanje z požarom litij-ionske baterije
- V primeru okvarjene litij-ionske baterije, ki jo zaznamuje sikanje, izbočenje in puščanje elektrolita, je takojšnje ukrepanje ključnega pomena za preprečitev morebitnih nevarnosti.
- Za zmanjšanje nevarnosti vžiga vnetljivih materialov v bližini je priporočljivo pogasiti Li-ionski ogenj z vodo ali uporabiti standardni gasilni aparat.
- Pri gašenju požarov na litij-kovini je nujno, da uporabite gasilni aparat razreda D zaradi reaktivne narave litija z vodo.
- Če gasilnega aparata razreda D ni, lahko kot alternativo uporabite vodo, da preprečite učinkovito širjenje požara.
- Za optimalne rezultate pri gašenju litij-ionskega požara se lahko uporabijo različna gasilna sredstva, kot so pena, CO2, suha kemikalija ABC, grafitni prah, bakrov prah ali soda, podobno kot pri standardnih scenarijih vnetljivega požara.
- V primerih, ko goreče litij-ionske baterije ni mogoče pogasiti, je primeren pristop dovoliti, da paket izgori na nadzorovan način. Pomembno je spremljati razmnoževanje celic, saj lahko vsaka celica gori z različno hitrostjo, ko je izpostavljena toploti, in varno odstraniti navidezno zgorele pakete tako, da jih za nekaj časa postavite na prosto, da zmanjšate možna tveganja.
