Požáry lithium-iontových baterií

Požáry lithium-iontových baterií často vznikají v důsledku vznícení vysoce hořlavého elektrolytu uvnitř článků, pokud jsou poškozené, zkratované, přebité nebo přehřáté.

Požáry způsobené prasklými buňkami lze jen obtížně uhasit. Proto je pro záchranu životů v těchto případech velmi důležité mít funkční kouřové hlásiče ve všech patrech a nacvičit únikový plán.

Přehřátí

Lithium-iontové baterie se nacházejí všude - napájejí naše telefony, tablety, notebooky, elektromobily, elektrické nářadí, elektrokola i dětské hračky - ale mohou se přehřát a při přehřátí snadno explodovat; přehřátí také přispívá k požárům lithiových baterií, které lze obtížně uhasit a které představují vážné nebezpečí pro lidi i majetek.

Problémy v lithium-iontových bateriích často začínají, když se jeden článek zahřeje příliš rychle na to, aby se jeho materiály ochladily, což vede k chemickým reakcím a tepelnému vyčerpání, při kterém vzniká teplo, toxické plyny a hořlavé výpary. Tepelný únik se může rozšířit na další články akumulátoru a vést k výbuchu a požáru.

Přehřátí, fyzické poškození a faktory prostředí, jako jsou vysoké okolní teploty, mohou způsobit přehřátí, které vede k tepelnému vybití. Když se poškozené baterie fyzicky poškodí, může prasknout jejich separátor, čímž se odhalí kovy uvnitř, které se mohou dotknout a uvolnit lavinu elektronů, která produkuje další teplo - což často vede k tepelnému úniku.

Požár lithiové baterie může vzniknout i zvenčí - například jejím upuštěním - což způsobí vnitřní zkrat a vznik ostrých lithiových dendritů, které proniknou separátorem a dostanou se k oběma elektrodám, čímž zažehnou chemické reakce, které se zahřejí na více než 212 F a vytvoří vlastní kyslík pro vznícení. Takový požár může být obtížné uhasit.

Stejně jako u každého výrobku je důležité, aby se používaly pouze baterie a nabíječky určené speciálně pro daný účel. Kromě toho nikdy neskladujte baterie ve výšce větší než 15 stop, protože z proražených nebo poškozených baterií se mohou uvolňovat hořlavé páry, které zvyšují riziko požáru ostatních výše položených předmětů. Při likvidaci baterií, které vykazují známky přehřátí, bobtnání nebo úniku, se vždy neprodleně obraťte na poradce TUV SUD Global Risk Consultants, kteří vám poradí nebo vás proškolí v postupech řízení požární bezpečnosti. Manažeři rizik mohou snížit riziko požáru prostřednictvím bezpečných procesů i omezení zavedených v rámci omezení skladování uložených organizacemi zabývajícími se rizikovým inženýrstvím, jako je TUV SUD Global Risk Consultants, které nabízejí zásady a školení o tom, jak používat osvědčené postupy pro zásady požární prevence a školení zaměstnanců na pracovišti.

Výroba kyslíku

Pokud dojde k přehřátí lithium-iontové baterie, může dojít k tvorbě kyslíku v elektrolytu, který pak může zapálit hořlavý materiál baterie. Vzniklý požár se pak může rozšířit na další baterie a způsobit explozi, která může být smrtelná. Při práci s lithium-iontovými bateriemi je důležité chránit sebe i ostatní ve svém okolí, protože je lze obtížně uhasit a mohou produkovat toxický plyn zvaný oxid uhelnatý.

Vzniku požáru lithium-iontových baterií lze zabránit uchováváním baterií na chladném a suchém místě, pokud se nepoužívají, a dodržováním pokynů výrobce pro nabíjení a používání baterií s konkrétním zařízením, které je pro ně určeno. Je také důležité mít na paměti, že pokud si všimnete změny tvaru baterie, jejího bobtnání nebo vyboulení, vytékání nebo jiného neobvyklého chování, může se jednat o problémy a měla by být ze zařízení okamžitě vyjmuta.

Další častou příčinou požáru lithium-iontové baterie je tepelný únik, ke kterému dochází, když se vnitřní struktura bateriového článku začne rozpadat. To může být způsobeno výrobní vadou, jako je "lithiové pokovení" (tvorba kovového lithia na povrchu anody uvnitř baterie), mechanickým poškozením nebo zkratem. Tepelný únik pak může vést k uvolňování řady hořlavých plynů z pláště baterie, které se mohou vznítit a rozšířit.

Kromě toho, že lithium-iontové baterie vytvářejí toxické plyny, jsou náchylné k explozi při kontaktu s vodou, což z nich činí nebezpečnou volbu pro námořní aplikace. To platí zejména pro lodě, které vyžadují více lithium-iontových baterií pro napájení navigačních a osvětlovacích systémů, motorů a dalších elektrických zařízení.

Technologie generování kyslíku VPSA a PSA společnosti PKU Pioneer mohou pomoci ochránit tyto bateriové články před požáry a výbuchy tím, že do vzduchu uvolňují kyslík obohacený 93%. To může zabránit vzniku hořlavých plynů, snížit degradaci baterie a zvýšit její životnost. Společnost PKU Pioneer úspěšně použila své technologie generátorů kyslíku VPSA a PSA v různých průmyslových oblastech, jako je tavení železa a neželezných kovů, výroba skla a papíru, čištění odpadních vod, likvidace pevného odpadu a další.

Tepelný únik

V nejzávažnějších případech tepelného vyčerpání mohou ionty lithia v baterii hořet a uvolňovat hořlavé plyny. Tyto plyny mohou zahrnovat vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý a kyselinu fluorovodíkovou. Tyto plyny mohou být pro člověka toxické, pokud je vdechne ve značném množství. Požáry elektrických vozidel jsou obzvláště nebezpečné, protože baterie mohou prasknout a tyto plyny se uvolní do uzavřeného prostoru.

Většina požárů elektromobilů je způsobena vnějšími faktory, jako je přebíjení a vystavení slunečnímu záření, ale existují i případy, které mohou být vnitřní povahy. Například závada v konstrukci nebo návrhu baterie může způsobit její přehřátí a nestabilitu, což vyvolá tepelnou událost. Kromě toho může fyzická zátěž baterie vést k tepelné události, pokud je článek proražen nebo rozdrcen.

Když dojde k požáru baterie, může být obtížné ho uhasit. Je to proto, že při růstu plamenů může vznikat hořlavý plynný vodík. Voda může plameny ochladit, ale pravděpodobně je zcela neuhasí. Ve skutečnosti může voda reakcí s lithiem v baterii k požáru přispět.

Aby se tomu zabránilo, jsou vyvinuty chladicí systémy, které odvádějí teplo a zabraňují tepelnému vyčerpání. Jeden takový systém se nazývá Battery Temperature Monitoring System (BTMS), který pomocí řady čidel neustále monitoruje teplotu baterií. Dokáže detekovat abnormální stavy, jako je například přehřátá baterie, a upozornit uživatele, aby přijal opatření.

Likvidace

Riziko požáru lithiových baterií lze podstatně snížit, pokud jsou baterie a zařízení, která napájejí, správně používány, nabíjeny a skladovány; chyby však stále mohou vést k tragédii; například při vznícení elektromobilu v důsledku požáru lithiové baterie se v jeho kabině mohou uvolňovat toxické výpary, které zahrnují oxid uhelnatý, fluorovodík a chlorovodík, které mohou být smrtelné - spolu s kouřem a plameny z hořících baterií se vytvářejí smrtící výpary.

Při zásahu u těchto požárů, které jsou obvykle velmi horké a obtížně se hasí, čelí hasiči jedinečným výzvám. Tyto požáry navíc často způsobují značné škody v okolí a uvolňují nebezpečné chemické látky, které představují riziko pro lidské zdraví.

NFPA vydala několik zdrojů, které mají spotřebitelům a pracovníkům první pomoci pomoci při bezpečném používání lithiových baterií, včetně dokumentu Mýty versus realita a interaktivního kurzu elektronického vzdělávání.

Lithiové baterie jsou nedílnou součástí mnoha zařízení a systémů, na které se denně spoléháme, jako jsou notebooky, mobilní telefony, digitální fotoaparáty a elektrické nářadí. Bohužel při poškození nebo nesprávném nabíjení mohou způsobit požáry a výbuchy, které ohrožují jednotlivce i podniky.

Lithiové baterie se stávají stále častějším zdrojem požárů po celé zemi, což přimělo odbor hasičských služeb k vytvoření kontrolního seznamu pro odhalování souvisejících incidentů. Od svého zavedení pomohl tento nástroj vyšetřovatelům odhalit 50 takových požárů - což je více než dvojnásobek toho, co by bylo obvykle odhaleno pouze na základě celostátních údajů.

Požáry lithiových baterií často vznikají v důsledku jejich likvidace spolu s běžným domovním odpadem nebo recyklačními materiály, případně jejich smícháním s nimi v kontejnerech, které se pohybují, například ve vozidlech pro svoz odpadu. To představuje zvláštní nebezpečí, pokud se baterie dostanou do kontaktu s vodou, která je vysoce hořlavá.

Aby k tomu nedošlo, měly by být lithiové baterie likvidovány pouze v autorizovaném zařízení pro zpracování odpadu, které přijímá nebezpečný odpad a má zařízení pro spalování. Před likvidací by měly být baterie zcela vybité a přelepené páskou, aby se jejich kontakty náhodně nedotýkaly.