Ličio jonų baterijos tapo neatsiejama šiuolaikinio gyvenimo dalimi, palaikančia įvairiausių įrenginių, nuo išmaniųjų telefonų iki elektromobilių, veikimą. Tačiau būtina suprasti galimą gaisro pavojų, susijusį su šiomis baterijomis.

„Fogo“ gaisrinės saugos inžinierius Martynas Matulevičius apžvelgia ličio jonų baterijų gaisrų priežastis, prevencines priemones, gaisrų gesinimo būdus. Taip pat trumpai aptaria ličio jonų baterijų gaisrinės saugos ateitį.

Ličio jonų baterijų gaisro priežastys

Ličio jonų baterijų gaisras gali būti siejamas su įvairiais veiksniais. Pavyzdžiui, esant fiziniam baterijos pažeidimui: pažeidus korpusą, atsiradus įlenkimams, netinkamas naudojimas gali sukelti vidinį baterijų pažeidimą, dėl kurio gali įvykti trumpasis jungimas, o vėliau – terminės iškrovos procesas.

Taip pat esant perkaitimams: pernelyg didelis įkrovimas ir/ar iškrovimas, aukšta temperatūra arba pernelyg didelė srovė gali sukelti baterijų perkaitimą, o tai gali sukelti terminę iškrovą ir gaisrą. Gaisrą gali sukelti ir gamybos metu padaryti defektai, pavyzdžiui, nekokybiškų medžiagų naudojimas arba netinkama kokybės kontrolė, gali padidinti baterijų gaisro riziką.

Prevencinės priemonės

Siekiant sumažinti riziką, susijusią su ličio jonų baterijų gaisrais, jau įgyvendinamos prevencinės priemonės. Tarp jų – baterijų konstrukcija ir saugos ypatybės. Gamintojai pradeda vis labiau teikti pirmenybę saugai kurdami bateriją, įtraukdami tokias funkcijas kaip šiluminė apsauga, vidiniai slėgio mažinimo mechanizmai ir gaisrą slopinančios medžiagos.

Naudojamos baterijų valdymo sistemos (Battery Management System): pažangios BMS gali stebėti svarbius parametrus, pvz., temperatūrą, įtampą ir srovę, kad būtų galima iš anksto aptikti sutrikimus ir imtis saugos priemonių, kad būtų išvengta terminės iškrovos ir gaisro.

Svarbios taisyklės ir standartai, kuriems atsiradus, būtų galima užkirsti kelią galimai gaisrų rizikai. Lietuvoje Priešgaisrinės apsaugos ir gelbėjimo departamentas kol kas neįžvelgia poreikio nustatyti ir vykdyti griežtas ličio jonų baterijų saugos taisykles ir standartus, dėl to jog nėra tokių gaisrų statistikos, o šalies viduje fiksuojamų gaisrų nėra daug.

Tačiau vakarų Europos šalys jau imasi naujų gaisrinės saugos taisyklių kūrimo ar JAV saugos praktikos adaptavimo (saugos standartas NFPA855 bene geriausiai aprašo šio tipo baterijų gaisrosaugą) užtikrindamos atitiktį gaminant, naudojant, tvarkant – šalinant, taip pat perdirbant.

Esamos prevencinės priemonės

Įvairūs miestai visame pasaulyje įgyvendino priemones, skirtas ličio jonų baterijų priešgaisrinei gaisrsaugai užtikrinti. Pavyzdžiui, Seulas, Pietų Korėja. Seulo sostinės vyriausybė reikalauja, kad pastatai ir įrenginiai, kuriuose saugomi dideli ličio jonų baterijų kiekiai, įrengtų priešgaisrines sistemas, reguliariai tikrintų ir parengtų reagavimo į ekstremalias situacijas planus.

Žinoma, prie šių miestų priskiriamas ir Niujorkas bei San Franciskas. JAV: NYPD ir SFPD ugniagesių departamentai parengė gaires ugniagesiams, kaip saugiai valdyti incidentus, susijusius su elektrinių transporto priemonių ir ličio jonų baterijų gaisrais. Niujorko metro uždraudė mažųjų elektrinių transporto priemonių įvažiavimą į metropoliteno teritoriją.

Prevencines priemones ruošia Jungtinė Karalystė – Londono ugniagesių brigada LFB moko ugniagesius, kaip suvaldyti elektrinių transporto (tiek paspirtukų, tiek elektromobilių) priemonių gaisrus, įskaitant konkrečią riziką, susijusią su ličio jonų akumuliatoriais. Londono metro taip pat uždraudė mažųjų elektrinių transporto priemonių įvažiavimą į metropoliteno teritoriją.

Neatsilieka ir Vokietija (Štutgartas) – jau eilėje požeminių automobilių saugyklų, ypač po istoriniais pastatais, yra draudžiama įvažiuoti su elektromobiliais. Visos jų krovimo stotelės buvo pašalintos iš požeminių erdvių.

Ličio jonų baterijų gaisro gesinimas

Dėl unikalaus gaisro pobūdžio ličio jonų baterijų gaisrams gesinti reikia specialių metodų. Pirmoje vietoje – specialios LI-ION klasės gesintuvai: ličio jonų baterijų gaisrai vis dar nepriskiriami jokiai klasikinei gaisro klasei, nes įprastų gesintuvų veikimo principas yra deguonies pašalinimas, o degančios ličio jonų baterijos deguonį pasigamina pačios.

Specialūs LI-ION klasės gesintuvai, kurių sudėtyje yra suskystinta uoliena vermikulitas, gali būti naudojami gaisrui užgesinti ir pakartotinio užsidegimo prevencijai.

Svarbu pabrėžti, kad ličio jonų baterijų gaisrai nepriskiriami D klasės gaisrams, nes litis šiose baterijose naudojamas druskos pavidalu, o ne kaip metalas.

Tokius gaisrus gesinti padeda specialūs ugniai atsparūs apklotai: uždengdami degančią bateriją storesniu ir sunkesniu nei įprasta apklotu apsaugome degantį objektą nuo kitų netoliese esančių baterijų ar degių medžiagų.

Taip galime išvengti ypač greito ugnies plitimo. Reikia suvokti jog baterijų ugnies temperatūra viršija mums ir ugniagesiams įprastą 1000 ⁰C laipsnių temperatūrą, taip pradegindama klasikinius nedegius audeklus.

Taip pat terminės iškrovos metu ličio jonų baterija sproginėja ir dažniausiai numeta nuo savęs klasikinį nedegų audeklą. Ugniai atsparus apklotas efektyvus dar ir dėl to jo baterijoms būdingi antriniai ir tretiniai gaisrai, t.y. net užgesinta baterija gali pakartotinai užsidegti, kol galutinai baigsis term0inės iškrovos procesas visose baterijos celėse.

Ličio jonų baterijų priešgaisrinės saugos ateitis

Kadangi ličio jonų baterijų paklausa ir toliau auga, vis daugiau dėmesio skiriama jų gaisrinei saugai. Ličio jonų baterijų priešgaisrinės saugos ateitis priklauso nuo pažangios baterijų technologijos.

Vykdomais tyrimais siekiama sukurti saugesnę baterijų cheminę sudėtį ir medžiagas, turinčias geresnį atsparumą terminei iškrovai, taip sumažinant gaisro pavojų.

Taip pat vykdomas ir išmanusis baterijų stebėjimas. Dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi algoritmų integravimas į baterijų valdymo sistemas gali padėti anksti nustatyti galimas problemas ir efektyvinti aktyvias saugos priemones.

Kuriamos ir tobulinamos gaisro gesinimo technologijos. Pažangių gaisro gesinimo sistemų, pritaikytų ličio jonų baterijų gaisrams, kūrimas, įskaitant naujoviškų gesinimo medžiagų ir automatinių gaisro gesinimo sistemų naudojimą.

Pabaigai – gaisrų riziką įmanoma sumažinti

Ličio jonų baterijų priešgaisrinė sauga yra esminis aspektas taikant šią technologiją įvairiose srityse. Suprasdami baterijų gaisrų priežastis ir įgyvendindami prevencines priemones, tokias kaip patobulinta baterijų cheminė sudėtis, patikimos baterijų valdymo sistemos, saugos taisyklių laikymasis, galima sumažinti su ličio jonų baterijų gaisru susijusią riziką.

Nuolatiniai baterijų technologijų, stebėjimo sistemų ir gaisro gesinimo metodų tyrimai ir pažanga ir toliau didins ličio jonų baterijų gaisrinę saugą, užtikrinant saugų šio nepakeičiamo energijos šaltinio naudojimą ateityje.

Partnerio turinys