W dzisiejszych czasach trudno wyobrazić sobie życie bez różnorodnych urządzeń i sprzętów, takich jak smartfony, tablety, laptopy, elektronarzędzia, a nawet pojazdy elektryczne. Baterie i akumulatory litowe są nieodłącznym elementem naszej codzienności. Choć termin ten odnosi się do rodziny baterii o zróżnicowanym składzie chemicznym, obejmującym wiele rodzajów katod i elektrolitów, jedno jest pewne – lit, który się w nich znajduje, jest metalem o wysokiej aktywności chemicznej. W związku z tym przeciążenie termiczne i elektryczne lub uszkodzenie mechaniczne takiej baterii może prowadzić do groźnego pożaru.
Co to jest akumulator litowo-jonowy?
Bateria litowo-jonowa lub akumulator litowo-jonowy składa się z dwóch elektrod (katody i anody) oraz elektrolitu, który zapewnia wymianę jonów w systemie. Podczas rozładowywania (użytkowania) akumulatora jony przemieszczają się z anody do katody. Podczas ładowania zachodzi sytuacja odwrotna. Te dwie elektrody są izolowane przez separator, aby zapobiec zwarciu.
Jakie są zagrożenia związane z tymi bateriami?
Spośród 50 potencjalnych scenariuszy wypadków zidentyfikowanych przez INERIS (Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques) na różnych etapach cyklu życia baterii, 12 uznano za krytyczne. Dotyczą one w szczególności etapów przechowywania, ładowania i użytkowania.
Najbardziej problematycznym skutkiem tych zagrożeń jest pożar baterii (lub pożar metalu). Jest to znaczące ryzyko, ponieważ pożaru spowodowanego przez akumulatory litowo-jonowe nie można ugasić w konwencjonalny sposób, ponieważ akumulator sam generuje cząsteczki tlenu i ciepło potrzebne do spalania. Można go ugasić tylko za pomocą specjalnych proszków, a wszystko to w zamkniętym środowisku (z ryzykiem utraty skuteczności proszku).
Jak powstają pożary akumulatorów?
W wyniku rozładowania termicznego spowodowanego przeładowaniem lub wystawieniem na działanie zbyt wysokich temperatur
Akumulator zazwyczaj dostarcza chemicznie zmagazynowaną energię podczas rozładowywania (użytkowania) jako energię elektryczną. Jednak nie cała energia może zostać dostarczona jako energia elektryczna – część energii może spowodować przegrzanie, którego energia może być nawet od 7 do 11 razy większa niż energia zgromadzona w akumulatorze. Biorąc pod uwagę strukturę baterii, sama reakcja staje się silniejsza i powoduje krytyczne przegrzanie. Materiały uwalniają również związany tlen, który dodatkowo podsyca ogień.
Przez pełne rozładowanie
Pełne rozładowanie związane z nieużywaniem baterii przez zbyt długi czas może uszkodzić baterię. Jeśli akumulator zostanie następnie wystawiony na działanie zbyt niskich temperatur, może to spowodować zmianę właściwości fizycznych i chemicznych cieczy elektrolitowej i doprowadzić do powstania łatwopalnego gazu. Brak cieczy powoduje uszkodzenie zabezpieczenia baterii, prowadząc do zwarcia lub pożaru.
Przez uszkodzenia mechaniczne
Wstrząsy lub niewłaściwe użytkowanie mogą uszkodzić wewnętrzną strukturę akumulatora i doprowadzić do zniszczenia separatora akumulatora, prowadząc do zwarcia lub pożaru.
Film przedstawiający samozapłon akumulatora litowo-jonowego
Jak bezpiecznie je przechowywać?
Zalecenia dotyczące przechowywania zależą od rozmiaru i mocy baterii:
- Baterie litowe o niskiej mocy (mniej niż 100 Wh na baterię)
Są to małe baterie znajdujące się na przykład w telefonach komórkowych lub komputerach. W tym przypadku nie obowiązują żadne specjalne wymogi bezpieczeństwa, o ile przestrzegane są wszystkie instrukcje producenta.
W przypadku przechowywania większych ilości (objętość powyżej 7 m3) zastosowanie mają wytyczne dotyczące baterii litowych o średniej pojemności.
- Baterie litowe o średniej pojemności (ok. 100 Wh na baterię i 12 kg brutto na baterię)
Akumulatory tej kategorii są używane w rowerach elektrycznych, skuterach elektrycznych lub podobnych małych pojazdach. Powinny być przechowywane w oddzielnych ognioodpornych obudowach (np. w ognioodpornym pomieszczeniu lub szafce bezpieczeństwa). Nie powinny być przechowywane razem z innymi produktami, a obszar ten powinien być stale monitorowany.
W przypadku przechowywania większych ilości (powierzchnia zajmowana przez 60 m2) zastosowanie mają wytyczne dotyczące baterii litowych o dużej mocy.
- Baterie litowe o dużej pojemności (ponad 100 Wh na baterię i 12 kg brutto na baterię)
Baterie tej kategorii są używane głównie w samochodach elektrycznych, elektrycznych wózkach widłowych i dużych urządzeniach wolnostojących.
Podstawę do rozważań powinny stanowić zalecenia dotyczące przechowywania baterii o średniej mocy. Jednakże, zabezpieczenia powinny być wprowadzane indywidualnie dla każdego przypadku.
-
Jeśli przestrzeń magazynowa jest duża, należy dostosować ochronę przeciwpożarową.
-
Jeśli dozwolone jest użycie zraszaczy, powinny one być jak najbardziej skoncentrowane lokalnie i zaleca się, aby baterie były oddzielone i przechowywane w zamkniętym środowisku, aby zapobiec wybuchowi pożaru.
-
Szafy ogniotrwałe do przechowywania akumulatorów
Rozwiązaniem problemu bezpiecznego przechowywania akumulatorów litowo-jonowych są szafy ogniotrwałe zgodne z normami EN14470-1 oraz EN 1363-1. Oferują one 90-cio minutową ochronę ogniową dzięki czemu zapewniają największe bezpieczeństwo w przypadku wybuchu pożaru.
Szafy mogą być wyposażone w elementy poprawiające bezpieczeństwo i ergonomię w miejscu pracy takie jak listwy do ładowania akumulatorów, automatyczny system gaśniczy, alarm dźwiękowo-wizualny czy system aktywnej wentylacji.
