Požiare lítium-iónových batérií

Požiare lítium-iónových batérií často vznikajú v dôsledku vznietenia ich vysoko horľavej elektrolytovej kvapaliny vo vnútri článkov, ak sú poškodené, skratované, preťažené alebo prehriate.

Požiar spôsobený prasknutými bunkami sa dá ťažko uhasiť. Preto je pre záchranu života v týchto prípadoch veľmi dôležité mať funkčné dymové hlásiče na všetkých úrovniach a nacvičiť si únikový plán.

Prehriatie

Lítium-iónové batérie sa nachádzajú všade - poháňajú naše telefóny, tablety, notebooky, elektrické autá, elektrické náradie, e-bicykle a detské hračky - ale v prípade prehriatia sa môžu ľahko prehriať a vybuchnúť; prehriatie tiež prispieva k požiarom lítiových batérií, ktoré sa môžu ťažko uhasiť a predstavujú vážne nebezpečenstvo pre ľudí a majetok.

Problémy v lítium-iónových batériách sa často začínajú, keď sa jeden článok zahreje príliš rýchlo na to, aby sa jeho materiály ochladili, čo vedie k chemickým reakciám a tepelnému úniku, pri ktorom vzniká teplo, toxické plyny a horľavé výpary. Tepelný únik sa môže rozšíriť na ostatné články akumulátora a viesť k výbuchu a požiaru.

Nadmerné nabíjanie, fyzické poškodenie a faktory prostredia, ako sú vysoké teploty okolia, môžu spôsobiť prehriatie, ktoré vedie k tepelnému úniku. Keď sa poškodené batérie fyzicky poškodia, ich separátor môže prasknúť, čím sa odhalia kovy vo vnútri, ktoré sa môžu dotýkať a uvoľňovať lavínu elektrónov, ktorá produkuje ďalšie teplo - čo často vedie k tepelnému úniku.

Požiar lítiovej batérie môže vzniknúť aj zvonku - napríklad jej pádom - čo spôsobí vnútorný skrat, pri ktorom sa vytvoria ostré lítiové dendrity, ktoré preniknú cez separátor a dostanú sa k obom elektródam, čím sa spustia chemické reakcie, ktoré sa zahrejú na viac ako 212 F a vytvoria vlastný kyslík na zapálenie. Takéto požiare sa dajú ťažko uhasiť.

Rovnako ako pri každom výrobku je dôležité, aby sa používali len batérie a nabíjačky určené špeciálne na daný účel. Okrem toho nikdy neskladujte batériu vo výške väčšej ako 15 metrov, pretože z prepichnutých alebo poškodených batérií sa môžu uvoľňovať horľavé výpary, ktoré zvyšujú riziko požiaru ostatných vyššie položených predmetov. Pri likvidácii batérií, ktoré vykazujú známky prehriatia, napučania alebo úniku, vždy okamžite kontaktujte spoločnosť TUV SUD Global Risk Consultants, ktorá vám poskytne poradenstvo alebo školenie v oblasti postupov riadenia požiarnej bezpečnosti. Manažéri rizík môžu znížiť riziko vzniku požiaru prostredníctvom bezpečných procesov, ako aj obmedzení zavedených v rámci obmedzení skladovania uložených organizáciami rizikového inžinierstva, ako je TUV SUD Global Risk Consultants, ktoré ponúkajú zásady a školenia o tom, ako najlepšie postupy pre zásady prevencie požiaru a školenia pre zamestnancov na pracovisku.

Generovanie kyslíka

Ak sa lítium-iónová batéria prehreje, môže sa v elektrolyte vytvoriť kyslík, ktorý môže zapáliť horľavý materiál batérie. Vzniknutý požiar sa potom môže rozšíriť na ďalšie batérie a spôsobiť výbuch, ktorý môže byť smrteľný. Pri práci s lítium-iónovými batériami je dôležité chrániť seba aj ostatných vo svojom okolí, pretože sa môžu ťažko hasiť a produkujú toxický plyn nazývaný oxid uhoľnatý.

Vzniku požiaru lítium-iónových batérií možno predísť uchovávaním batérií na chladnom a suchom mieste, keď sa nepoužívajú, ako aj dodržiavaním pokynov výrobcu na nabíjanie a používanie batérie s konkrétnym zariadením, ktoré je pre ňu určené. Je tiež dôležité mať na pamäti, že ak spozorujete zmenu tvaru batérie, jej opuchnutie alebo vydutie, vytekanie alebo iné nezvyčajné správanie, môže ísť o problémy a batéria by sa mala zo zariadenia okamžite vybrať.

Ďalším častým dôvodom požiaru lítium-iónovej batérie je tepelný únik, ku ktorému dochádza, keď sa vnútorná štruktúra článku batérie začne rozkladať. Môže to byť spôsobené výrobnou chybou, ako je "lithiové pokovovanie" (tvorba kovového lítia na povrchu anódy v batérii), mechanickým poškodením alebo skratom. Tepelné vyčerpanie môže potom viesť k uvoľňovaniu rôznych horľavých plynov z plášťa batérie, ktoré sa môžu vznietiť a rozšíriť.

Okrem toho, že lítium-iónové batérie vytvárajú toxické plyny, sú náchylné na explóziu, keď sa dostanú do kontaktu s vodou, čo z nich robí nebezpečnú voľbu pre námorné aplikácie. To platí najmä pre lode, ktoré potrebujú viacero lítium-iónových batérií na napájanie navigačných a osvetľovacích systémov, motorov a iných elektrických zariadení.

Technológie spoločnosti PKU Pioneer na výrobu kyslíka VPSA a PSA môžu pomôcť chrániť tieto batériové články pred požiarmi a výbuchmi tým, že do vzduchu uvoľňujú kyslík obohatený o 93%. To môže zabrániť tvorbe horľavých plynov, znížiť degradáciu batérie a zvýšiť jej životnosť. Spoločnosť PKU Pioneer úspešne použila svoju technológiu generátora kyslíka VPSA a PSA v rôznych priemyselných oblastiach, ako je tavenie železa a neželezných kovov, výroba skla a papiera, čistenie odpadových vôd, likvidácia tuhého odpadu a ďalšie.

Tepelný únik

V najzávažnejších prípadoch tepelného úniku môžu ióny lítia v batérii horieť a uvoľňovať horľavé plyny. Tieto plyny môžu zahŕňať vodík, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý a kyselinu fluorovodíkovú. Tieto plyny môžu byť pre človeka toxické, ak sa vdýchnu vo významnom množstve. Požiare elektrických vozidiel sú obzvlášť nebezpečné, pretože batérie môžu prasknúť, čím sa tieto plyny uvoľnia do uzavretého priestoru.

Väčšina požiarov elektrických vozidiel je spôsobená vonkajšími faktormi, ako je prebíjanie a vystavenie slnečnému žiareniu, ale niektoré prípady môžu mať aj vnútorný charakter. Napríklad chyba v konštrukcii alebo dizajne batérie môže spôsobiť jej prehriatie a nestabilitu, čo vyvolá tepelnú udalosť. Okrem toho môže fyzická záťaž batérie viesť k tepelnej udalosti, ak je článok prepichnutý alebo rozdrvený.

Ak dôjde k požiaru batérie, môže byť ťažké ho uhasiť. Je to preto, že pri raste plameňov môže vznikať horľavý plynný vodík. Voda môže plamene ochladiť, ale pravdepodobne ich úplne neuhasí. Voda môže v skutočnosti prispieť k požiaru tým, že reaguje s lítiom v batérii.

Aby sa tomu zabránilo, sú vyvinuté chladiace systémy, ktoré odvádzajú teplo a zabraňujú tepelnému úniku. Jeden z takýchto systémov sa nazýva systém monitorovania teploty batérií (BTMS), ktorý využíva sériu snímačov na nepretržité monitorovanie teploty batérií. Dokáže odhaliť abnormálne podmienky, napríklad prehriatu batériu, a upozorniť používateľov, aby prijali opatrenia.

Likvidácia

Riziko požiaru lítiových batérií sa môže podstatne znížiť, ak sa batérie a zariadenia, ktoré napájajú, správne používajú, nabíjajú a skladujú; chyby však stále môžu viesť k tragédii; napríklad pri vznietení elektrického vozidla v dôsledku požiaru lítiovej batérie sa v jeho kabíne môžu uvoľňovať toxické výpary, ktoré zahŕňajú oxid uhoľnatý, fluorovodík a chlorovodík, ktoré môžu byť smrteľné - spolu s dymom a plameňmi z horiacich batérií sa vytvárajú smrteľné výpary.

Hasiči čelia pri zásahu pri týchto požiaroch, ktoré sú zvyčajne veľmi horúce a ťažko sa hasia, jedinečným výzvam. Okrem toho tieto požiare často spôsobujú značné škody v okolí a uvoľňujú nebezpečné chemické látky, ktoré predstavujú riziko pre ľudské zdravie.

NFPA vydala niekoľko zdrojov na pomoc spotrebiteľom a prvým záchranárom pri bezpečnom používaní lítiových batérií vrátane nášho dokumentu Mýty verzus realita a interaktívneho kurzu elektronického vzdelávania.

Lítiové batérie sú neoddeliteľnou súčasťou mnohých zariadení a systémov, na ktoré sa každý deň spoliehame, ako sú notebooky, mobilné telefóny, digitálne fotoaparáty a elektrické náradie. Bohužiaľ, pri poškodení alebo nesprávnom nabíjaní môžu spôsobiť požiare a výbuchy, ktoré ohrozujú jednotlivcov aj podniky.

Lítiové batérie sa stávajú čoraz častejším zdrojom požiarov v celej krajine, čo podnietilo ministerstvo požiarnej ochrany k vytvoreniu kontrolného zoznamu na zisťovanie súvisiacich incidentov. Od jeho zavedenia tento nástroj pomohol vyšetrovateľom odhaliť 50 takýchto požiarov - čo je viac ako dvojnásobok toho, čo by sa zvyčajne odhalilo len na základe vnútroštátnych údajov.

Požiare lítiových batérií často vznikajú v dôsledku ich likvidácie spolu s bežným domovým odpadom alebo recyklovateľnými materiálmi, prípadne ich zmiešaním s nimi v kontajneroch, ktoré sa pohybujú, ako napríklad vo vozidlách na zber odpadu. Toto predstavuje osobitné nebezpečenstvo, ak sa batérie dostanú do kontaktu s vodou, ktorá je vysoko horľavá.

Aby sa tomu predišlo, lítiové batérie by sa mali likvidovať len v autorizovanom zariadení na spracovanie odpadu, ktoré prijíma nebezpečný odpad a má zariadenia na spaľovanie. Pred likvidáciou by mali byť batérie úplne vybité a prelepené páskou, aby sa ich kontakty náhodou nedotkli.