انفجار و  آتش سوزی باتری های لیتیوم یون و نکات ایمنی مرتبط با آن

با توجه به اینکه سالانه بیش از یک میلیارد باتری لیتیوم یون در سرتاسر جهان تولید می شود، آگاهی از خطرات احتمالی انفجار و آتش سوزی این باتری ها دارای اهمیت حیاتی است. به همین دلیل، در این مطلب از مقالات گنجینه پاوان به بررسی خطر انفجار و آتش سوزی باتری های لیتیوم یون و نکات ایمنی مرتبط با آن می پردازیم.

باتری لیتیوم یون چیست و چه کاربردهایی دارد؟

باتری لیتیوم یون (lithium-ion battery) نوعی باتری قابل شارژ است که از یون های لیتیوم برای ذخیره و آزادسازی انرژی الکتریکی استفاده می کند. به دلیل چگالی انرژی بالا، طول عمر طولانی و طراحی سبک وزن، باتری های لیتیومی به طور گسترده در دستگاه ها و تجهیزات الکترونیکی مختلف استفاده می شود.

ساختار اصلی یک باتری لیتیوم یونی از سه جزء اصلی تشکیل شده است: یک الکترود مثبت (کاتد)، یک الکترود منفی (آند) و یک الکترولیت. کاتد معمولاً از اکسید کبالت لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم یا سایر ترکیبات مبتنی بر لیتیوم ساخته شده است، در حالی که آند معمولاً از گرافیت ساخته شده است. الکترولیت به یون های لیتیوم اجازه می دهد تا در طول شارژ و تخلیه بین الکترودها حرکت کنند.

کاربردها

باتری های لیتیوم یونی کاربردهای متعددی دارند، از جمله:

1. وسایل الکترونیکی قابل حمل: تلفن ‌های هوشمند، تبلت ‌ها، لپ ‌تاپ ‌ها، دوربین ‌های دیجیتال و برخی تجهیزات حفاظت فردی را تغذیه و منبع انرژی قابل اعتماد و ماندگاری را فراهم می ‌کنند.

2. وسایل نقلیه الکتریکی (EVs): باتری های لیتیوم یون منبع انرژی اولیه برای خودروهای برقی هستند که آنها را قادر می سازد با یک بار شارژ مسافت های طولانی تری را طی کنند.

3. ذخیره انرژی: آنها برای ذخیره انرژی تجدیدپذیر تولید شده از منابعی مانند پنل های خورشیدی یا توربین های بادی استفاده می شوند. این کار اجازه می دهد تا انرژی در زمان های تقاضای بالا یا زمانی که منابع تجدیدپذیر به طور فعال برق تولید نمی کنند استفاده شود.

4. ابزار برقی: باتری ‌های لیتیوم یونی در ابزارهای برقی بی ‌سیم مانند مته‌ ها، اره‌ ها و ماشین‌ های اصلاح مورد استفاده قرار می گیرند.

5. هوا فضا و صنایع دفاعی: به دلیل طراحی سبک وزن و قابلیت ذخیره انرژی بالا در ماهواره ها، فضاپیماها و کاربردهای نظامی استفاده می شوند.

6. دستگاه‌ های پزشکی: باتری ‌های لیتیوم یون، برق دستگاه‌ های پزشکی مانند ضربان ‌ساز، دفیبریلاتور و سمعک را تامین می‌کنند و برای نیازهای حیاتی سلامتی، انرژی قابل اعتماد و طولانی ‌مدت را فراهم می‌ کنند.

 

 

علل شایع انفجار و آتش سوزی باتری های لیتیوم یونی

در حالی که باتری های لیتیوم یون به طور کلی ایمن هستند، عوامل خاصی وجود دارد که می تواند در انفجار یا آتش سوزی آنها نقش داشته باشد. در این بخش برخی از خطرات رایج مرتبط با باتری های لیتیوم یون را توضیح می دهیم:

گرمای بیش از حد

شارژ یا تخلیه باتری لیتیوم یونی بیش از حد مجاز ولتاژ یا جریان توصیه شده می تواند باعث داغ شدن بیش از حد آن شود. این می تواند منجر به فرار حرارتی شود، جایی که باتری گرمای بیشتری تولید می کند و به طور بالقوه می تواند آتش بگیرد یا منفجر شود.

آسیب فیزیکی

آسیب فیزیکی به باتری، مانند سوراخ، ترک یا تغییر شکل، می تواند اجزای داخلی را در معرض دید قرار دهد و منجر به اتصال کوتاه شود. اتصال کوتاه می تواند باعث آزاد شدن سریع انرژی و در نتیجه آتش سوزی یا انفجار شود.

عیوب ساخت

باتری ‌های لیتیوم یونی ضعیف یا اجزای معیوب می ‌توانند خطر اتصال کوتاه داخلی یا سایر نقص ‌ها را افزایش دهند و منجر به فرار حرارتی و خطرات احتمالی شوند.

شارژ نامناسب از عوامل آتش سوزی باتری لیتیوم یونی

استفاده از شارژرهایی که با مشخصات باتری سازگار نیستند یا استفاده از شارژرهای تقلبی یا بی کیفیت می تواند باعث شارژ بیش از حد یا گرم شدن بیش از حد و افزایش خطر آتش سوزی یا انفجار شود.

قرار گرفتن در معرض دمای بالا

باتری های لیتیوم یونی به دمای بالا حساس هستند. قرار گرفتن آنها در معرض گرمای شدید، مانند قرار دادن آنها در نور مستقیم خورشید یا در یک وسیله نقلیه داغ، می تواند باعث آسیب داخلی شود و به طور بالقوه منجر به یک رویداد حرارتی شود.

ذخیره سازی نامناسب یکی از علل حریق باتری های لیتیوم یون

نگهداری باتری های لیتیوم یون در شرایط خیلی گرم، خیلی سرد یا در مجاورت مواد قابل اشتعال می تواند خطر آتش سوزی یا انفجار را افزایش دهد.

استفاده بیش از تاریخ مصرف و فرسودگی

با گذشت زمان، باتری های لیتیوم یون ممکن است تحلیل رفته و پایداری کمتری داشته باشند. باتری ‌های قدیمی ‌تر یا به شدت مورد استفاده ممکن است بیشتر در معرض آسیب‌های داخلی و افزایش خطر فرار حرارتی باشند.

برای کاهش این خطرات، پیروی از دستورالعمل های ایمنی ارائه شده توسط سازنده باتری، مانند استفاده از شارژرهای توصیه شده، جلوگیری از آسیب فیزیکی به باتری، نگهداری آنها در شرایط مناسب و نظارت بر علائم داغ شدن بیش از حد یا خرابی، مهم است. همچنین توصیه می شود باتری های اصلی و معتبر را از منابع معتبر خریداری کنید.

 

 

نکات ایمنی مرتبط با باتری های لیتیوم یون

چند نکته ایمنی مهم وجود دارد که رعایت آنها باعث پیشگیری از خطراتی چون انفجار یا آتش سوزی باتری های لیتیوم یون خواهد شد:

 

• • استفاده از باتری های اصل و معتبر

• • از دستورالعمل های سازنده پیروی کنید.

• • جلوگیری از آسیب فیزیکی

• • از شارژر مناسب استفاده کنید.

• • از شارژ بیش از حد خودداری کنید.

• • به درستی نگهداری کنید.

• • مراقبت در هنگام شارژ

• • دور انداختن و دفع صحیح

• • باتری ها را تغییر ندهید یا دستکاری نکنید.

• • در مورد باتری های آسیب دیده احتیاط کنید.

روش های حفاظت از آتش سوزی باتری های لیتیوم یون

برای به حداقل رساندن خطر انفجار و آتش‌ سوزی باتری‌ های لیتیوم یون، چند روش حفاظت در برابر آتش وجود دارد که می‌توان آنها را اجرا کرد:

1. ذخیره سازی مناسب: باتری های لیتیوم یون را در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب، دور از مواد قابل اشتعال نگهداری کنید. از ظروف یا کابینت های نگهداری مقاوم در برابر آتش استفاده کنید که به طور خاص برای نگهداری باتری طراحی شده اند.

2. پیشگیری از فرار حرارتی: اقداماتی را برای جلوگیری یا کاهش فرار حرارتی اجرا کنید، مانند استفاده از سیستم های مدیریت باتری (BMS) که فرآیند شارژ و دشارژ را برای جلوگیری از شارژ بیش از حد یا گرم شدن بیش از حد نظارت و کنترل می کند.

3. سیستم های اطفاء حریق: سیستم های اطفاء حریق مانند اسپرینکلرها یا کپسول های آتش نشانی را در مناطقی که باتری های لیتیوم یون ذخیره یا استفاده می شوند نصب کنید. اطمینان حاصل کنید که این سیستم ها برای خاموش کردن آتش سوزی باتری های لیتیوم یون مناسب هستند.

4. پوشش مقاوم در برابر آتش: از موانع مقاوم در برابر آتش، مانند دیوارها یا محفظه های دارای درجه آتش، برای مهار آتش احتمالی باتری و جلوگیری از گسترش آن به مناطق دیگر استفاده کنید.

5. تهویه مناسب: از تهویه مناسب در مناطقی که باتری های لیتیوم یون استفاده می شود یا ذخیره می شود اطمینان حاصل کنید تا از تجمع گازهای قابل اشتعال که ممکن است در حین فرار حرارتی آزاد شوند، جلوگیری کنید.

6. آموزش و آگاهی: پرسنل را در مورد روش های مناسب نگهداری، ذخیره سازی و شارژ باتری های لیتیوم یون آموزش دهید. ارائه آموزش در مورد نحوه واکنش به آتش سوزی باتری، از جمله روش های تخلیه و استفاده از تجهیزات اطفاء حریق.

7. بازرسی و نگهداری منظم: به طور مرتب باتری های لیتیوم یونی را برای علائم آسیب، مانند تورم، نشتی، یا تغییر شکل بازرسی کنید. باتری های آسیب دیده را سریعا تعویض کنید. همچنین، اطمینان حاصل کنید که تجهیزات شارژ در شرایط خوبی هستند و به درستی کار می کنند.

8. طرح واکنش اضطراری: یک طرح واکنش اضطراری را که شامل رویه‌ هایی برای کنترل آتش سوزی باتری لیتیوم یونی، مسیرهای تخلیه و اطلاعات تماس با خدمات اضطراری است، تهیه کنید.

به یاد داشته باشید، برای به حداقل رساندن خطر آتش‌سوزی یا انفجار، پیروی از دستورالعمل‌های سازنده برای حمل، شارژ و نگهداری ایمن باتری‌های لیتیوم یون بسیار مهم است.

 

 

روش اطفا حریق باتری های لیتیوم یون

هنگام خاموش کردن آتش سوزی باتری لیتیوم یون، مهم است که با احتیاط به وضعیت نزدیک شوید و دستورالعمل های خاصی را برای اطمینان از ایمنی دنبال کنید. در ادامه روش های پیشنهادی اطفای حریق برای باتری های لیتیوم یون را توضیح می دهیم:

باتری را خارج کنید.

در صورت امکان، باتری را با خیال راحت از دستگاه آسیب دیده خارج کنید. این امر خطر گسترش بیشتر آتش را به حداقل می رساند و امکان کنترل آسان تر وضعیت را فراهم می کند.

کپسول آتش نشانی کلاس D

برای آتش سوزی های کوچک باتری های لیتیوم یونی، استفاده از کپسول آتش نشانی کلاس D که به طور خاص برای اطفاء حریق فلزات قابل اشتعال طراحی شده است، توصیه می شود. این خاموش کننده ها از عوامل تخصصی مانند گرافیت پودری، کلرید سدیم یا ماسه برای خاموش کردن آتش و جلوگیری از رسیدن اکسیژن به باتری استفاده می کنند.

خاموش کننده پودر خشک

اگر کپسول آتش نشانی کلاس D در دسترس نباشد، می توان از خاموش کننده پودر خشک نیز استفاده کرد. این باید به طور خاص برای آتش سوزی های لیتیوم رتبه بندی شود. خاموش کننده های پودر خشک با قطع واکنش شیمیایی آتش کار می کنند.

پتو آتش/ شن

برای آتش سوزی های کوچک باتری لیتیوم یون، خفه کردن آتش با پتوی آتش نشانی یا استفاده از شن می تواند یک روش موثر باشد. این مواد جریان اکسیژن را قطع می کنند و به سرکوب شعله ها کمک می کنند.

با آتش نشانی تماس بگیرید

اگر آتش قابل کنترل نیست یا به سرعت در حال گسترش است، بسیار مهم است که فورا با آتش نشانی تماس بگیرید. آتش نشانان حرفه ای به دانش و تجهیزات تخصصی برای مقابله با موقعیت های خطرناک مجهز هستند.

 

 

ملاحظات پایانی انفجار و آتش سوزی باتری های لیتیوم یون

برای خاموش کردن آتش باتری لیتیوم یون از آب استفاده نکنید، زیرا می تواند با مواد شیمیایی داخل باتری واکنش نشان دهد و به طور بالقوه باعث انفجار یا گسترش آتش شود.

سعی نکنید آتش بزرگ باتری لیتیوم یون را بدون آموزش و تجهیزات مناسب خاموش کنید. این آتش سوزی ها می توانند گازهای سمی آزاد کنند و بهتر است به متخصصان واگذار شوند.

همیشه ایمنی شخصی را در اولویت قرار دهید. اگر آتش غیر قابل کنترل شد یا خطری برای زندگی ایجاد کرد، منطقه را تخلیه کنید و فورا کمک بگیرید.

آگاهی از خطرات احتمالی ناشی از آتش سوزی باتری لیتیوم یون و رعایت دستورالعمل های ایمنی هنگام برخورد با آنها ضروری است.

شرکت گنجینه پاوان به عنوان شرکت مشاور مورد تایید سازمان آتش نشانی استان تهران به ارائه خدمات در زمینه اعلام حریق، اطفا حریق، سیستم F&G و تجهیزات حفاظت فردی می پردازد.

جهت دریافت اطلاعات تکمیلی و مشاوره رایگان با کارشناسان ما در گنجینه پاوان تماس حاصل فرمایید.