Пожары литиевых батарей: что работает, а что нет

Что начинается Thermal Raway

Тепловый разгон представляет собой каскадный сбой внутри ячейки. Триггер повышает температуру; тепло ускоряет разложение электролита; разложение высвобождает больше тепла и горючего газа. Контура замыкается на себе, и ячейка вентилятора или воспламеняется.

Триггеры в грубом порядке того, как часто мы их видим:

• Перезарядка или неправильное зарядное устройство. Непоследовательное напряжение или ток толкает ячейку мимо безопасного окна. Инциденты, связанные с зарядкой, составляют большинство пожаров литиевых батарей-это наиболее распространенная причина, полная остановка.
• Физические повреждения. Удар, прокол или дробление ломают внутренние сепараторы и создают короткий промежуток.
• Высокая температура окружающей среды. Тепло ускоряет внутреннюю химию даже в здоровой батарее. Пакет выпечки на приборной панели летом не нуждается в других дефектах.
• Возраст. По мере старения клеток внутреннее сопротивление повышается и способность управлять перепадами теплового напряжения. Батареи ближе к концу их срока службы могут выйти из строя в условиях, с которыми они хорошо справлялись, когда они новые.

Почему стандартные огнетушители не работают?

Есть три причины, и они сочетаются:

1. * Реакция самоподдерживающаяся. Нормальный огонь нуждается в кислороде из воздуха. Бегущая ячейка несет окислитель внутри. Огнетушители CO₂ вытесняют окружающий кислород и сбивают внешнее пламя, но они не могут проникнуть в клетку или прервать внутреннюю реакцию.
2. Сухой химикат оставляет ядро горячим. Порошок подавляет поверхностное пламя и ничего не делает, чтобы охладить внутреннюю часть клетки. Остаток также повреждает электронику-актуально, когда горящий пакет находится внутри оборудования.
3. Повторное зажигание является нормой, а не исключением. Поверхностное пламя может быть погашено, пока ядро все еще находится на сотнях градусов. Пожары возобновились через несколько часов или даже дней после "потушения".

Газ является четвертой проблемой. Сжигание литиевых клеток высвобождает монооксид углерода и фторид водорода среди других токсиков. HF является тем, что причиняет боль ответчикам-поддерживать расстояние и носить надлежащую защиту дыхания.

Что действительно работает

Метод	Что он делает	Чего он не делает	Лучшее для
воды , в объеме	Удаляет тепло быстрее , чем реакция производит его .	Ничего - это единственный метод , который действительно останавливает бегство	Малые ячейки ; охлаждающие пакеты любого размера
Инкапсуляторная добавка	Куклы быстрые , инкапсулируют легковоспламеняющиеся пары	Не является автономным агентом подавления	Пожары , где только вода распространяла бы горящий электролит
Аэрозоль (на основе калия)	Прерывает цепную химическую реакцию за считанные секунды	Небольшое охлаждение - часы с повторным зажиганием все еще применяются	Закрытое оборудование , складские помещения
Огненное одеяло	Блокирует пламя и лучистое тепло	не останавливает внутреннюю реакцию	Небольшие пожары , как мост к эвакуации или водяному охлаждению

Для небольших потребительских ячеек - батареи телефона или ноутбука - погружение в ведро работает как операция охлаждения , а не как гашение .

Инкапсулирующие агенты

• это специальные добавки , смешанные с водой , которые быстро рассеивают тепло и инкапсулируют воспламеняющиеся пары , чтобы они не воспламенились . Они сокращают как тепло , так и дым , что имеет значение , где обычная вода будет распространять горящий электролит .

** Для подавления аэрозолей используются соединения на основе калия , которые высвобождают мелкие частицы и прерывают цепную химическую реакцию пожара . Эти системы уничтожают одно- и многоклеточные пожары за считанные секунды , поэтому они появляются в закрытом оборудовании и некоторых хранилищах . Они охлаждают гораздо меньше , чем вода , поэтому часы повторного зажигания все еще применяются .

Огневые одеяла являются временными . Литий-специфическое одеяло подавляет пламя и блокирует лучистое тепло . Это экономит время для небольших пожаров , таких как ноутбук или пакет электронного велосипеда . Это не устраняет первопричину теплового бегства , поэтому это мост к эвакуации или водяному охлаждению , никогда конечной точки .

Для больших установок : Когда пожар включает батарейку или большой пакет , пожарная практика часто защищает то , что его окружает , и позволяет вовлеченным клеткам выгорать при охлаждении соседних . Этот вызов принадлежит пожарной части , а не персоналу объекта , но знание его заранее предотвращает инстинкт «сражаться» с огнем , с которым невозможно бороться .

Профилактика : правила , которые мы применяем в наших собственных батарейных коробках

Мы отправляем LiFePO (фосфат лития-железа) упаковывается в наши уличные фонари , и мы выбрали эту химию отчасти по этой причине : Тепловое бегство LFP составляет около 270 °C в типичных клетках , по сравнению с примерно 150 - 210 °C для никель-литиевых химических соединений .(типичные промышленные значения , химически и форматно-зависимые) . Он не огнеупорный . Ничего в батарее нет . Но он покупает маржу , Маржа - это то , из чего делается профилактика .

• Зарядка с правильным зарядным устройством , присутствует . Используйте зарядное устройство , поставляемое вместе с устройством или идентичным устройством . Не оставляйте зарядку на ночь или без присмотра . Держите зарядную зону вентилируемой - никогда не заряжайте в ограниченном пространстве .
• Храните прохладное и наполовину заряженное окно . 5 - 20 ° C является окном хранения , которое мы указываем . Для длительного хранения держите около 50% заряда и периодически проверяйте его . Никогда не храните упаковку на приборной панели или рядом с нагревателем .
• Уйти на пенсию по предупреждающим знакам . Избавление , трещины или утечки элементов являются случаями утилизации , а не ремонтными случаями .
• Утилизация путем переработки . Старые пакеты идут на перерабатывающий объект , а не мусор . Для предприятий , работающих с аккумуляторными батареями в масштабе , это также обязательство по соблюдению - запланируйте регулярные проверки систем пожаротушения наряду с ним .

Что эта страница не покрывает

Эта страница охватывает поведение литиевых батарей и реакцию на батареи и упаковки потребителей в легких коммерческих масштабах . Она не охватывает дизайн системы хранения энергии батареи (BESS) , соответствие требованиям NFPA 855 , или правила транспортировки опасных материалов - это отдельные дисциплины со своими собственными кодексами . См . наш руководство по температуре окружающей среды батареи или размер системы с калькулятором размера батареи .