Sprechen Sie über die Gesundheitsrisiken von Lithium-Ionen-Batterien

Einführung

Lithium-Ionen-Batterien haben unser Leben auf großartige Weise erleichtert. Wir verwenden diese Batterien in einer Vielzahl von elektronischen Geräten, die wir in unserem täglichen Leben benötigen. Sie haben eine hohe Energiedichte, Kapazität und eine relativ gute Lebensdauer. Deshalb werden sie zur Stromversorgung unserer Laptops, Mobiltelefone, Taschenlampen usw. verwendet. Die Lithium-Ionen-Technologie hat die Batterieindustrie einfach revolutioniert. Sie sind mit vielen Vorteilen verbunden. Sie sind jedoch auch mit mehreren Gesundheitsrisiken verbunden. 1991 gab es einen großen Rückruf von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien. Die frühen Probleme waren mit inhärenten Instabilitäten des Lithiummetalls verbunden, insbesondere während des Ladens. In einigen Fällen setzen Batterien heiße Gase frei, die ausreichen, um Verbrennungen zu verursachen. Um dieses Problem zu vermeiden, entwickelten die Hersteller Li-Ion-Batterien ohne metallische Eigenschaften, wodurch ihre Verwendung weitaus sicherer wurde.

Einführung der wichtigsten Gesundheitsrisiken für Lithium-Ionen-Batterien

Es gab mehrere hochkarätige Vorfälle, die Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien aufkommen ließen. Zum Beispiel hatte Samsung 2017 erhebliche Schwierigkeiten, da die Akkus des Galaxy Note 7 schwerwiegende Überhitzungsprobleme hatten. Der Vorfall kostete das Unternehmen Milliarden von Dollar und wechselte von unregelmäßig großen Li-Ion-Batterien, die zu einer Überhitzung bestimmter Telefone führten. Der Vorfall war eine PR-Katastrophe für Samsung und musste alle Galaxy Note 7 Unite zurückrufen und schließlich die gesamte Linie stornieren. Dies hätte jedoch durch effizientere Sicherheitsüberprüfungen vermieden werden können.

Die Honeywell-Gruppen stellten vorsorglich die Produktion und Lieferung von zwei ihrer tragbaren Mehrgas-Detektionsgeräte ein, als Kunden über überhitzte Batteriezellen berichteten. Die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (ICAO) ist außerdem der Ansicht, dass die Sicherheit von Menschen, Maschinen und der Umwelt durch Lithium-Ionen-Batterien gefährdet ist. Im April 2016 wurde der Transport von Lithium-Ionen-Batterien in den Laderäumen von Passagierflugzeugen verboten. Diese Entscheidung wurde aufgrund der berechtigten Besorgnis über eine durch die Batterien verursachte Brandgefahr getroffen.

Es gibt ungefähr zwei Milliarden Li-Ionen-Batterien, die jedes Jahr in elektrische Geräte eingebaut werden. Diese Batterietechnologie gilt seit langem als Markenzeichen der Batterieindustrie. Heute kennen wir die Risiken dieser Batterietechnologie. Die Risiken werden seit Jahren unterschätzt oder sogar ignoriert. Es gab zahlreiche Unfälle und Zwischenfälle, die die Öffentlichkeit alarmiert haben.

Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus Dutzenden von Schichten, die mit Metallfolie beschichtet sind. Die Anoden- und die Kathodenschicht werden durch einen Separator, eine dünne Schutzschicht, voneinander getrennt. Wenn der Abscheider aufgrund von Überhitzung reißt, kann die gespeicherte Energie unkontrolliert freigesetzt werden. Dadurch brennt die Batterie durch und kann explodieren. Je größer die Batterie ist, desto intensiver ist die chemische Reaktion. Der Akku des Mobiltelefons reicht aus, um Flammen zu bilden. Zusätzlich werden giftige Gase freigesetzt und können tödlich sein. Ein Film des Instituts für Risikomanagement und Schadensforschung in Kiel zeigt, dass Lithiumbatterien Energiespeicher sind, die sich leicht entzünden können, und empfiehlt die Installation von Rauchmeldern überall dort, wo Lithiumbatterien geladen werden.

Die Handhabung und Verwendung dieser Batterien ist potenziell gefährlich, ebenso wie die Lagerung. Die American National Fire Protection Association (NFPA) kam zu ihrer Studie über die Massenspeicherung von Lithium-Ionen-Batterien, bei der aufgrund der brennbaren Elektrolytflüssigkeit mehrere besondere Brandgefahren von Lithium-Ionen-Batterien ausgehen.

Bei einer Explosion von Lithium-Ionen-Batterien besteht die Gefahr toxischer Gasemissionen. Eine voll aufgeladene Batterie setzt mehr giftige Gase frei als eine Batterie mit einer Ladung von 50 Prozent. Die in der Batterie enthaltenen Chemikalien und ihre Fähigkeit, Ladung freizusetzen, können die Konzentrationen und Arten der freigesetzten giftigen Gase beeinflussen.

Gefährliche Substanzen wie Kohlenmonoxid können innerhalb kurzer Zeit ernsthafte Schäden verursachen, wenn sie in einer kleinen, versiegelten Umgebung wie dem Innenraum eines Autos oder eines Flugzeugraums austreten.

Sind Lithiumbatterien für den Menschen schädlich?

Zunächst müssen Sie wissen, dass Lithiumbatterien sicher sind. Ereignisse von Explosionen und Bränden von Lithium-Ionen-Batterien sind sehr selten. Die Hersteller haben daran gearbeitet, die Sicherheitsmaßnahmen für Li-Ion-Batterien zu verbessern. Darüber hinaus werden jetzt von allen Herstellern geeignete Sicherheitstestmethoden angewendet.

Lithium-Ionen-Batterien können jedoch bei einem Batterieausfall, der zu Explosion und Feuer führt, für den Menschen schädlich sein. Der Akku in Mobilgröße reicht aus, um Feuer zu fangen, das Verbrennungen verursachen kann. Wenn bei einer Batterie ein energetischer Ausfall auftritt, kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen. Thermisches Durchgehen ist die schnelle Selbsterwärmung einer Zelle, die aus der exothermen chemischen Reaktion der stark oxidierenden positiven Elektrode und der stark reduzierenden negativen Elektrode stammt. Während des thermischen Durchgehens setzt eine Zelle ihre gespeicherte Energie schnell frei. Je mehr Energie eine Zelle gespeichert hat, desto stärker ist die thermische Ausreißreaktion. Der brennbare Elektrolyt kann auch die Stärke der thermischen Durchgehenreaktion erhöhen.

Es gibt verschiedene Ursachen für Energie- und Batterieausfälle, die durch äußere Kräfte wie Feuer oder mechanische Beschädigungen hervorgerufen werden können oder auf Probleme beim Laden oder Entladen, beim Entwurf von Batterieschutzschaltungen oder auf interne Zellenfehler zurückzuführen sind selten von subtilen Herstellungsproblemen.

Die Schwere eines Lithium-Ionen-Zellversagens wird stark von der in der Zelle gespeicherten Gesamtenergie beeinflusst, die eine Kombination aus chemischer Energie und elektrischer Energie ist. Somit kann die Schwere eines möglichen thermischen Durchgehens durch Reduzieren der gespeicherten chemischen Energie gesteuert werden, wodurch das Volumen des Elektrolyten in einer Zelle verringert wird, oder indem der Elektrolyt in ein nicht brennbares Material umgewandelt wird.

Ein Elektrolyt auf Kohlenwasserstoffbasis ist die brennbarste Komponente einer Lithium-Ionen-Zelle. Daher verhalten sich diese Zellen unter Brandbedingungen anders als Blei-Säure-, NiMH- oder NiCad-Zellen, die Elektrolyte auf Wasserbasis enthalten. Während Lithiumbatteriebrände möglicherweise nicht gefährlicher sind, sind sie sehr unterschiedlich und einzigartig gefährlich.

Viele Hersteller sind tief in der Forschung und Entwicklung von Li-Ionen-Batterien tätig. Sie arbeiten hart daran, bestehende Produkte zu verbessern, indem sie die Batterielebensdauer verlängern und die Wahrscheinlichkeit einer Überhitzung verringern. Ein Teil ihrer Forschung besteht darin, sicherzustellen, dass alle Batterien unabhängig von der Umgebung sicher verwendet werden können. Bekanntlich bietet die Batterieindustrie viel Raum für Innovationen und Verbesserungen.

Um das Eindringen unsicherer Akkus auf den Markt zu verhindern, verkaufen die meisten Hersteller Lithium-Ionen-Zellen nur an zugelassene Packungsbauer. Die Aufnahme eines zugelassenen Sicherheitskreises ist Teil der Einkaufsanforderung. Diese Sicherheitsvorkehrung ist besonders wichtig bei größeren Batterien, wie z. B. Laptop-Packs. Dies liegt daran, dass die Gefahr viel größer ist als bei einem kleinen Handy-Akku, wenn etwas schief geht. Aus diesem Grund sichern viele Laptop-Hersteller ihre Batterien mit einem Geheimcode, auf den nur der entsprechende Computer zugreifen kann. Dies verhindert, dass Batterien anderer Marken den Markt überschwemmen.

Sie müssen beachten, dass angesichts der Anzahl der auf dem Markt verwendeten Lithium-Ionen-Batterien die Batterien in Bezug auf Schäden und Personenschäden nur geringe Schäden verursacht haben. Die Sicherheit ist jedoch immer noch ein heißes Thema und erhält auch bei einem kleinen Missgeschick viel Aufmerksamkeit in den Medien.

Was sind die Vorteile von Lithiumbatterien?

Die Verwendung von Lithiumbatterien bietet viele Vorteile. Zu den Vorteilen des Lithium-Ionen-Akkus gehören:

· Hohe Energiedichte - dies ist einer der Hauptvorteile eines Lithium-Ionen-Akkus. Diese Batterien versorgen Ihre elektronischen Geräte länger mit Strom, sodass Sie Ihr Smartphone oder Ihren Laptop zwischen den Ladevorgängen länger verwenden können, während Sie immer noch mehr Strom verbrauchen. Auch Elektrofahrzeuge benötigen Batterietechnologie mit hoher Energiedichte.

· Niedrige Selbstentladungsrate - Lithium-Ionen-Batterien haben eine niedrige Selbstentladungsrate. Ihre Selbstentladungsrate ist viel niedriger als die anderer wiederaufladbarer Zellen wie NiCad- und NiMH-Formen. Sie können länger gelagert werden, ohne viel Ladung zu verlieren.

· Geringer Wartungsaufwand - Lithium-Ionen-Batterien erfordern keine Wartung, um ihre Leistung sicherzustellen.

· Längere Batterielebensdauer - Lithiumbatterien sind langlebig und bieten eine bis zu zehnmal längere Lebensdauer als Blei-Säure-Batterien. Daher erhalten Sie mit einem Lithium-Ionen-Akku eine längere Lebensdauer als mit einem Blei-Säure-Akku.

· Leichtgewicht - Lithium-Ionen-Batterien sind leicht und liefern mehr Energie als Blei-Säure-Batterien. Somit bieten sie mehr Flexibilität und einfachere Installation.

· Überlegene nutzbare Kapazität - Sie können regelmäßig 90 Prozent oder mehr der Nennkapazität einer Lithiumbatterie verwenden.

· Schnelles und effizientes Laden - Lithium-Ionen-Akkus können zu 100% ausgelastet sein.

Fazit

Lithium-Ionen-Batterien sind sicher. Diese Batterietechnologie hat die Batterieindustrie revolutioniert und diese Batterien werden überall auf der Welt eingesetzt. Es gibt nur wenige Fälle von Explosionen und Bränden von li-ionen-akkus. Diese Fälle sind selten und hauptsächlich auf ein energetisches Versagen zurückzuführen. Einige Unternehmen wie Samsung und Sony mussten ihre Geräte, die Lithium-Ionen-Batterien enthalten, aufgrund eines Ausfalls zurückrufen. In dieser jungen Batterieindustrie gibt es noch viel Raum für Innovationen und Sicherheitsverbesserungen.