Baterie litowo-jonowe należą do najczęściej używanych obecnie baterii i znajdują szerokie zastosowanie w mobilnych urządzeniach elektronicznych, pojazdach elektrycznych, systemach magazynowania energii i nie tylko. Jednakże wraz ze wzrostem pojemności akumulatorów i rozmiarów akumulatorów wzrasta również ryzyko niekontrolowanej zmiany temperatury. Kiedy następuje niekontrolowana temperatura, wewnętrzne reakcje chemiczne uwalniają szereg łatwopalnych i toksycznych gazów, w tym przede wszystkim wodór, tlenek węgla, dwutlenek węgla, metan i fluorowęglowodory. Obecnie nie ma technologii, która byłaby w stanie całkowicie zapobiec utracie ciepła w bateriach litowych; zamiast tego skupiamy się na zapobieganiu technicznym i wczesnym wykrywaniu, aby zdusić niebezpieczeństwo w zarodku.
1. Charakterystyka gazów uwalnianych podczas niestabilności termicznej baterii litowej:
Wodór jest jednym z najczęstszych produktów gazowych niestabilności termicznej baterii litowych. Jest wysoce łatwopalny; kontakt z iskrą lub płomieniem może łatwo spowodować eksplozję. Co więcej, wodór jest bezbarwny i bezwonny, co utrudnia wykrycie i zwiększa zagrożenie, jakie stwarza w przypadku niekontrolowanej temperatury. W związku z tym należy wdrożyć rygorystyczne środki bezpieczeństwa podczas produkcji, użytkowania i przechowywania akumulatorów litowych, aby zapobiec gromadzeniu się wodoru i późniejszym eksplozjom.
Tlenek węgla to kolejny powszechny toksyczny gaz powstający podczas niekontrolowanej temperatury w wyniku rozkładu termicznego lub odparowania rozpuszczalników organicznych i innych materiałów wewnątrz akumulatora. Tlenek węgla jest szkodliwy dla układu oddechowego i ogólnego stanu zdrowia człowieka; długotrwałe narażenie na wysokie stężenia może prowadzić do zatrucia lub nawet śmierci. Dlatego w przypadku niekontrolowanej temperatury należy podjąć szybkie działania w celu zmniejszenia stężenia tlenku węgla i zapewnienia bezpieczeństwa personelu.
Dwutlenek węgla to kolejny gaz powstający podczas niekontrolowanej temperatury baterii litowej. Chociaż dwutlenek węgla nie jest z natury toksyczny, jego wysokie stężenia mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia. Dodatkowo emisja dwutlenku węgla na dużą skalę zaostrza globalne zmiany klimatyczne. Dlatego należy podjąć wysiłki, aby zminimalizować emisję dwutlenku węgla podczas zarządzania incydentami niekontrolowanej temperatury.
Metan to kolejny łatwopalny gaz powstający podczas niekontrolowanej temperatury baterii litowej. Podobnie jak wodór, metan jest wysoce łatwopalny; kontakt ze źródłem zapłonu może łatwo spowodować pożar lub eksplozję. Dlatego też podczas zdarzeń związanych z niekontrolowaną temperaturą należy podjąć szybkie działania, aby zapobiec gromadzeniu się metanu i wynikającemu z tego ryzyku pożaru.
Ponadto fluorowęglowodory to toksyczne gazy powstające podczas niestabilności termicznej akumulatorów litowych. Są niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego, a nadmierne wdychanie może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Dlatego też należy minimalizować wytwarzanie i emisję fluorowęglowodorów podczas produkcji i użytkowania akumulatorów litowych.
2. Aby ograniczyć ryzyko niekontrolowanej temperatury w akumulatorach litowo-jonowych, należy wdrożyć szereg środków zapobiegawczych, w tym:
(1). Wzmocnij procesy produkcyjne i testy jakości, aby ulepszyć funkcje bezpieczeństwa akumulatorów, takie jak ochrona przed przepięciem, nadmiernym naładowaniem, nadmiernym rozładowaniem, przetężeniem i zwarciem, zapewniając natychmiastowe odcięcie zasilania w nietypowych warunkach, aby zapobiec zdarzeniom bezpieczeństwa, takim jak niestabilność termiczna.
(2). Ustanów kompleksowe protokoły użytkowania i zarządzania akumulatorami litowymi, ujednolicaj praktyki użytkowania i przechowywania oraz ściśle przestrzegaj przepisów bezpieczeństwa, aby chronić akumulatory przed niekorzystnymi warunkami, takimi jak zewnętrzne zwarcia, zgniecenia i narażenie na wysokie temperatury.
(3). Zainstaluj „4 w 1” stały detektor wielogazowy. Urządzenia te zazwyczaj integrują funkcje jednoczesnego monitorowania wodoru (H₂), tlenku węgla (CO), dwutlenku węgla (CO₂) i metanu (CH₄) w celu śledzenia wycieków i stężeń gazu w czasie rzeczywistym. W przypadku niekontrolowanej temperatury, gdy stężenie gazu osiągnie zadany poziom, urządzenie uruchamia alarm dźwiękowy i wizualny (czerwone światło), umożliwiając personelowi podjęcie szybkich działań zapewniających bezpieczeństwo i ochronę środowiska.