Incendio delle batterie al litio: comprendere il surriscaldamento termico e come proteggersi
Una batteria al litio può prendere fuoco quando una delle sue celle entra in uno stato di runaway termico: si surriscalda, la sua composizione chimica si decompone rilasciando ancora più calore, e la reazione si autoalimenta, propagandosi alle celle vicine. Questo scenario è raro, ma può essere violento, e nella maggior parte dei casi è causato da fattori identificabili: batterie di scarsa qualità, caricabatterie inadatti, urti, acqua o ricarica non monitorata. Comprendere il meccanismo permette di sapere dove intervenire per prevenire che ciò accada.
L'essenziale
- L'eccessivo riscaldamento è una reazione chimica che si autoalimenta: una volta innescata, non si arresta semplicemente scollegando l'alimentazione.
- Le cause più comuni di guasto sono: sovraccarico, cortocircuito interno o esterno, urto, calore, acqua.
- La prevenzione inizia al momento dell'acquisto: è fondamentale scegliere batterie di marca, un sistema di gestione della batteria (BMS) affidabile, un assemblaggio curato e un caricabatterie adeguato.
- La ricarica è la fase più delicata: è necessario un ambiente aperto, una superficie non infiammabile e una supervisione costante.
- In caso di incendio: evacuate, chiudete la porta e chiamate il 18 o il 112.
L'eccessivo riscaldamento, spiegato in modo semplice
Una cella agli ioni di litio contiene due elettrodi separati da una membrana estremamente sottile, immersi in un elettrolita infiammabile. Finché la cella rimane entro i suoi limiti di tensione e temperatura, tutto funziona correttamente. Se supera una certa soglia di temperatura, si innescano reazioni interne che a loro volta generano calore. La temperatura aumenta, accelerando le reazioni, e così via: questo è il fenomeno della fuga termica.
La cella rilascia quindi gas infiammabili e tossici, può aprirsi violentemente e raggiungere temperature molto elevate. In una batteria di scooter elettrico, le celle sono strettamente vicine l'una all'altra: il calore generato da una cella in fase di surriscaldamento può propagarsi alle celle adiacenti. È questa propagazione che trasforma un difetto di una singola cella in un incendio dell'intera batteria.
Un incendio di una batteria al litio è difficile da spegnere: la reazione non necessita dell'ossigeno presente nell'aria per continuare al cuore delle celle, e una batteria apparentemente spenta può riaccendersi molto tempo dopo.
Ciò che innesca un'accelerazione incontrollata
| Grilletto | Come può capitare su uno scooter elettrico? |
|---|---|
| Sovrapprezzo | Caricabatterie con tensione errata, sistema di gestione della batteria (BMS) difettoso o bypassato |
| Cortocircuito interno | Difetto di fabbricazione della cella, cella danneggiata da un urto o da cariche eseguite a basse temperature |
| Cortocircuito esterno | Isolante forato, contatto metallico a contatto con l'involucro, acqua all'interno del pacco batteria |
| Impatto meccanico | Caduta, impatto sotto il telaio, batteria schiacciata |
| Surriscaldamento | Correnti troppo elevate per le celle, batteria alimentata a energia solare, ricarica di una batteria surriscaldata |
| Scarica eccessiva della batteria | Batteria scarica dimenticata e poi ricaricata: le celle potrebbero essersi danneggiate |
Proteggersi fin dall'acquisto
Una parte significativa del rischio si presenta anche prima della prima ricarica:
- Celle di marca, di cui la scheda tecnica è pubblica e la provenienza è nota. Le celle recuperate o di origine dubbia sono la principale causa di difetti.
- Un BMS (Battery Management System) di qualità, che monitora ogni gruppo di celle, la corrente e la temperatura, e che interrompe l'alimentazione in caso di superamento dei limiti. La nostra guida sul BMS e l'equilibratura ne descrive dettagliatamente le protezioni.
- `Un assemblaggio curato : isolamento tra le celle e verso l'involucro, collegamenti dimensionati, protezione dalle vibrazioni, come descritto nella nostra guida sull'assemblaggio di un pacco batteria.`
- `Una batteria dimensionata per la potenza richiesta: una batteria originale, sollecitata da un controller più potente, si surriscalda ad ogni utilizzo.`
Tutte le nostre batterie per scooter elettrici sono assemblate nel nostro laboratorio in Francia, esclusivamente con celle di marca, e sono dotate di un BMS (Battery Management System) che gestisce la carica, la scarica, l'equilibrio e la protezione termica. Per le macchine esposte all'acqua e al fango, utilizziamo custodie sigillate, come nella nostra batteria Performance per Talaria, che è dotata di una custodia impermeabile con valvola di pressione.
Proteggersi durante la ricarica
La ricarica concentra i rischi: la batteria è sottoposta a stress e un difetto latente potrebbe manifestarsi. L'INRS raccomanda, in particolare, di non ricaricare mai una batteria danneggiata, di utilizzare il caricabatterie originale o un caricabatterie adatto, di rispettare le temperature di carica, di non coprire la batteria e di scollegarla al termine della carica. La DGCCRF ha pubblicato, a sua volta, delle "regole d'oro" che includono il divieto di caricare in un luogo che ostruisce un'uscita di sicurezza. In concreto:
- Ricaricare su una superficie non infiammabile, lontano da tessuti, legno e cartone
- mai in un corridoio, in un vano scale o davanti alla porta di uscita;
- in una stanza dotata di un rilevatore di fumo, mantenendosi nelle vicinanze;
- Batteria raffreddata dopo un percorso, e mai fredda al di sotto di 0 °C.
I dettagli sono nel nostro manuale su come caricare la batteria del monopattino, con le buone pratiche.
Proteggersi nella vita di tutti i giorni
- Dopo una caduta o un urto nella parte inferiore del telaio, fate controllare la batteria prima di ricaricarla.
- Dopo un'immersione o una forte pioggia, non ricaricare il dispositivo finché non hai verificato che non ci sia acqua all'interno del pacco batteria.
- Non guidare con una batteria che si scarica frequentemente o che si surriscalda in modo anomalo.
- Conservare lo scooter lontano da uscite di sicurezza e materiali infiammabili.
I segnali a cui prestare attenzione, e le azioni da intraprendere, sono descritti nella nostra guida sulla batteria gonfia, che si surriscalda o che emana odore.
In caso di incendio:
La sicurezza delle persone è la priorità assoluta. Non tentate di spostare una batteria che emette fumo o che è in fiamme. Evacuate tutti, chiudete la porta della stanza per contenere il fumo e chiamate i vigili del fuoco (18, oppure 112 da un cellulare), specificando che si tratta di una batteria al litio. In un ambiente professionale, l'INRS raccomanda di coprire completamente una piccola batteria con della sabbia o di immergerla in un grande volume d'acqua, e, se ciò non può essere fatto in sicurezza, di isolarla da qualsiasi materiale combustibile e lasciarla bruciare. Per una batteria di scooter da diversi kilowattora in casa, non è un lavoro da fare da soli.
Consiglio per l'officina.
Non ignorate mai un BMS (Battery Management System) che interrompe l'alimentazione, e non aumentate mai la potenza del controller senza verificare cosa la batteria possa fornire. Una batteria che si interrompe sta proteggendo se stessa; una batteria a cui si impedisce di proteggersi finirà per surriscaldarsi. In caso di dubbi sulla vostra batteria, contattate l'officina.
Domande frequenti
È possibile che uno scooter elettrico prenda fuoco anche quando non è collegato alla corrente?
Sì, è più raro, ma possibile: può accadere dopo un urto, un'infiltrazione d'acqua o in una batteria già danneggiata. Per questo motivo, una batteria sospetta deve essere isolata, anche scollegata.
È sufficiente un estintore per spegnere un incendio causato da una batteria?
Un estintore può limitare la propagazione del fuoco agli oggetti circostanti, ma non arresta la reazione chimica all'interno delle celle. La priorità rimane quella di evacuare l'area e chiamare i soccorsi.
Le batterie di grandi dimensioni sono più pericolose?
Una batteria di grandi dimensioni contiene più energia, quindi un incidente può essere più grave. Tuttavia, la probabilità di un incidente dipende principalmente dalla qualità delle celle, del BMS (Battery Management System), dell'assemblaggio e dell'utilizzo.
Il freddo aumenta il rischio?
Guidare con temperature fredde non presenta particolari problemi. Caricare una batteria fredda, invece, può danneggiare le celle e indebolire la loro struttura interna: è sempre consigliabile lasciarla raggiungere la temperatura ambiente prima di procedere alla ricarica.