تعمل بطاريات الليثيوم على تشغيل كل شيء تقريبًا اليوم، بدءًا من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وحتى أنظمة الطاقة الشمسية والمركبات الكهربائية.
على الرغم من أنها آمنة بشكل عام عند تصميمها واستخدامها بشكل صحيح، إلا أنه يمكن أن تحدث حرائق في حالة تلف الخلايا أو شحنها بشكل زائد أو ارتفاع درجة حرارتها أو سوء إدارتها.
نظرًا لأن الليثيوم شديد التفاعل، فإن أي فشل بسيط يمكن أن يؤدي إلى الانفلات الحراري - وهو تفاعل متسلسل سريع يسبب حريقًا أو انفجارًا.
يعد فهم الأسباب ومعرفة كيفية الوقاية منها أمرًا ضروريًا للسلامة في كل من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية.
1. لماذا تشتعل بطاريات الليثيوم
تخزن بطاريات الليثيوم كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة. عادة ما يبدأ الحريق بسبب واحد أو أكثر من الأسباب التالية:
أ. ماس كهربائى داخلي
في حالة تلف الفاصل بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة بسبب عيوب التصنيع أو التأثير المادي، يمكن أن يتدفق التيار بشكل لا يمكن السيطرة عليه داخل الخلية، مما يولد الحرارة ويشعل المنحل بالكهرباء القابل للاشتعال.
ب. الشحن الزائد
يؤدي الشحن بما يتجاوز حد الجهد الآمن (عادةً 4.2 فولت لكل خلية ليثيوم أيون) إلى تكسير المنحل بالكهرباء وإنتاج الغاز. الحرارة الزائدة يمكن أن تؤدي إلى الهروب الحراري.
ج. الحرارة الخارجية أو درجة الحرارة المحيطة العالية
يؤدي التعرض للحرارة فوق 60 درجة مئوية إلى تسريع التفاعلات الكيميائية داخل الخلية ويمكن أن يسبب تنفيسًا أو انفجارًا.
د- الأضرار الميكانيكية
يمكن أن يؤدي ثقب الخلية أو سحقها أو ثنيها إلى تشويه الفاصل أو حدوث قصر داخلي.
E. سوء إدارة البطارية
في العبوات متعددة الخلايا، في حالة فشل مراقبة الجهد الكهربي أو درجة الحرارة، يمكن لخلية ضعيفة واحدة أن تقوم بالشحن الزائد أو التفريغ الزائد، مما يؤدي إلى زعزعة استقرار العبوة بأكملها.
2. ممارسات الشحن الآمنة
الشحن المناسب هو الطريقة الأكثر فعالية لمنع الحرائق.
استخدم فقط أجهزة الشحن المعتمدة المطابقة لجهد البطارية ومواصفاتها الحالية.
تجنب المحولات الرخيصة وغير المنظمة التي تفتقر إلى الحماية من الجهد الزائد.
اشحن في درجات حرارة معتدلة (10-35 درجة مئوية) - لا تقل أبدًا عن 0 درجة مئوية أو أعلى من 45 درجة مئوية.
لا تترك البطاريات تشحن دون مراقبة طوال الليل.
افصل الجهاز فورًا إذا لاحظت حرارة أو تورمًا أو رائحة.
بالنسبة لحزم الليثيوم الكبيرة، استخدم أجهزة الشحن مع التحكم CC/CV (التيار المستمر/الجهد الثابت) والقطع التلقائي.
3. التخزين والتداول المناسبين
احتفظ بالبطاريات في مكان بارد وجاف وجيد التهوية بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة.
تجنب الأجسام المعدنية بالقرب من أطراف التوصيل - فقد تؤدي الدوائر القصيرة إلى إشعال العبوة على الفور.
قم بتخزينه بشحن 40-60% إذا لم يتم استخدامه لفترات طويلة.
افصل البطاريات التالفة أو القديمة عن البطاريات النشطة لمنع التلامس المتبادل.
لا تقم بثقب البطاريات أو سحقها أو حرقها.
يجب أن تكون خزائن البطاريات الصناعية مصنوعة من مواد غير قابلة للاشتعال مع ميزات مراقبة درجة الحرارة وإخماد الحرائق.
4. استخدام أنظمة إدارة البطارية (BMS)
يعد نظام إدارة البطارية (BMS) أمرًا بالغ الأهمية للسلامة في عبوات الليثيوم.
فهو يراقب بشكل مستمر جهد كل خلية والتيار ودرجة الحرارة، ويوازنها تلقائيًا ويفصل الطاقة إذا تجاوزت الظروف الحدود الآمنة.
تشمل تصميمات BMS الحديثة ما يلي:
حماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد
قطع درجة الحرارة الزائدة
حماية من ماس كهربائى وعكس القطبية
المراقبة في الوقت الحقيقي عبر البرامج أو التحكم في إنترنت الأشياء
يمكن لنظام إدارة المباني عالي الجودة أن يمنع ما يصل إلى 90% من الحوادث الحرارية المحتملة في أنظمة الليثيوم الكبيرة.
5. الحماية الحرارية والبيئية
للبطاريات ذات السعة العالية:
دمج طبقات العزل الحراري وألواح تبديد الحرارة بين الخلايا.
استخدم تركيبات إلكتروليت مثبطة للهب أو بوليمر هلامي.
تركيب أجهزة استشعار لدرجة الحرارة وأجهزة إنذار للكشف المبكر.
تجنب أشعة الشمس المباشرة أو القرب من السخانات والمحركات.
في المناطق الباردة، استخدم أفلام التسخين للحفاظ على درجة حرارة التشغيل الآمنة دون التحميل الزائد على الخلايا.
6. إجراءات الطوارئ في حالة نشوب حريق
في حالة ارتفاع درجة حرارة بطارية صغيرة، افصل الشاحن على الفور وابعده عن المواد القابلة للاشتعال.
استخدم الرمل أو طفايات المواد الكيميائية الجافة (الفئة د) أو رذاذ الماء للتبريد - لا تحاول أبدًا النفخ عليها أو استخدام ثاني أكسيد الكربون فقط.
بعد الإطفاء، قم بعزل البطارية؛ ردود الفعل الداخلية قد تستمر لساعات.
قم دائمًا بالإبلاغ عن البطاريات التالفة والتخلص منها بشكل صحيح من خلال مراكز إعادة التدوير المعتمدة.
7. الأفكار النهائية
يعتمد منع حرائق بطاريات الليثيوم على جودة التصميم والتشغيل الآمن والفحص المنتظم.
اختر بطاريات عالية الجودة مصممة بدوائر حماية موثوقة، واتبع عادات الشحن الصحيحة، واستخدمها ضمن حدود درجات الحرارة.
للحصول على بطاريات الليثيوم الأساسية 3 فولت المتقدمة والمعتمدة للسلامة والتي تتمتع باستقرار قوي وعمر طويل، استكشف Hongli Energy - شركة تصنيع موثوقة مخصصة لحلول الطاقة الآمنة وعالية الأداء للعملاء العالميين.