Požar litijeve baterije: razumijevanje toplinskog bijega i zaštita

Jedna litijeva baterija zapali se kada neka od njenih ćelija uđe u toplinski bijeg: ona se zagrije, njezina se kemijska struktura raspada uz oslobađanje još više topline, a reakcija se sama održava i zatim širi na susjedne ćelije. Ovaj scenarij ostaje rijedak, ali je nasilan, i većina slučajeva ima prepoznatljiv uzrok: baterija loše kvalitete, neadekvatan punjač, udarac, voda ili loše nadzirano punjenje. Razumjeti mehanizam znači znati gdje djelovati kako se to nikada ne bi dogodilo.

Toplinski bijeg, jednostavno objašnjen

Litij-ionska ćelija sadrži dvije elektrode odvojene vrlo tankom membranom, uronjene u zapaljivi elektrolit. Sve dok ćelija ostaje unutar svojih granica napona i temperature, sve prolazi u redu. Ako prijeđe određeni prag temperature, pokreću se unutarnje reakcije koje same po sebi oslobađaju toplinu. Temperatura raste, što ubrzava reakcije, i tako dalje: to je toplinski bijeg.

Ćelija tada oslobađa zapaljive i otrovne plinove, može se nasilno otvoriti i postiže vrlo visoke temperature. U bateriji romobila ćelije su zbijene jedna uz drugu: toplina ćelije u toplinskom bijegu može zahvatiti njezine susjede. Upravo to širenje pretvara kvar jedne ćelije u požar cijele baterije.

Požar litijeve baterije teško je ugasiti: reakciji nije potreban kisik iz zraka da bi se nastavila u srcu ćelija, a naizgled ugašena baterija može se ponovno zapaliti dugo nakon toga.

Što pokreće toplinski bijeg

Zaštita već pri kupnji

Velik dio rizika igra se prije čak i prvog punjenja:

• Brendirane ćelije, čiji je tehnički list javan i čije je podrijetlo poznato. Reciklirane ćelije ili ćelije sumnjivog porijekla glavni su izvor kvarova.
• Ozbiljan BMS, koji nadzire svaku grupu ćelija, struju i temperaturu te prekida u slučaju prekoračenja. Naš vodič o BMS-u i balansiranju detaljno opisuje zaštite.
• Pažljivo sklapanje: izolacija između ćelija i prema kućištu, dimenzionirani spojevi, držanje protiv vibracija, kao što je opisano u našem vodiču o sklapanju baterijskog paketa.
• Baterija dimenzionirana za traženu snagu: izvorna baterija koju gura snažniji kontroler zagrijava se pri svakoj vožnji.

Sve naše baterije za električne romobile sklopljene su u našoj radionici u Francuskoj, isključivo s brendiranim ćelijama, i opremljene BMS-om koji upravlja punjenjem, pražnjenjem, balansiranjem i toplinskom zaštitom. Za strojeve izložene vodi i blatu koristimo zatvorena kućišta, kao na našoj Performance bateriji za Talaria, u vonepropusnom kućištu s tlačnim ventilom.

Zaštita prilikom punjenja

Punjenje koncentrira rizike: baterija je opterećena, a skriveni kvar može se otkriti. INRS preporuča da nikada ne punite oštećenu bateriju, koristite originalni ili prilagođeni punjač, poštujete temperature punjenja, ne pokrivate bateriju i isključite je na kraju punjenja. DGCCRF je sa svoje strane objavio "zlatna pravila" koja uključuju nepunjenje na mjestu koje blokira izlaz za nuždu. Konkretno:

• puniti na neinflamabilnom tlu, daleko od tekstila, drva i kartona;
• nikada u hodniku, stubištu ili ispred izlaznih vrata;
• u prostoriji opremljenoj detektorom dima, uz ostanak u blizini;
• ohlađena baterija nakon vožnje, i nikad hladna ispod 0 °C.

Detalji su u našem vodiču punjenje baterije romobila.

Zaštita u svakodnevnom životu

• Nakon pada ili udarca ispod poda, dajte provjeriti bateriju prije ponovnog punjenja.
• Nakon uranjanja ili jake kiše, nemojte puniti prije nego što provjerite ima li vode u paketu.
• Nemojte voziti s baterijom koja često isključuje ili se abnormalno zagrijava.
• Skladištite romobil daleko od izlaza i zapaljivih materijala.

Znakovi na koje treba reagirati i postupci nalaze se u našem vodiču napuhana baterija, koja se zagrijava ili miriši.

Ako izbije požar

Sigurnost ljudi je na prvom mjestu. Ne pokušavajte premjestiti bateriju koja dimi ili gori. Izvedite sve van, zatvorite vrata prostorije kako biste zadržali dim i nazovite vatrogasce (18 ili 112 s mobitela) navodeći da se radi o litijevoj bateriji. U profesionalnom okruženju INRS preporuča da malu bateriju u potpunosti prekrijete pijeskom ili je uronite u veliku količinu vode, a ako se to ne može učiniti na siguran način, da je izolirate od bilo kakvog goriva i pustite da izgori. Za bateriju romobila od nekoliko kilovatsati kod kuće, to nije posao za pojedinca.