Diskussion über Lithium-Ionen-Batteriedämpfe

Der technische und kommerzielle Erfolg von Lithiumbatterien ist derzeit nicht zu leugnen. Lithiumbatterien haben eine Reihe von Anwendungen, die von einfachen Anwendungen wie Mobiltelefonen bis hin zu Elektrofahrzeugen oder der massiven Speicherung von Energie in sehr großem Maßstab in spezialisierten Anlagen reichen. In den neuesten Nachrichten haben wir gelegentliche Ereignisse in Bezug auf diese Batterie beobachtet, die Brände, Vergiftungen und damit verbundene potenziell schädliche Probleme beinhalten. Aus diesem Grund ist die Besorgnis über die Risiken gestiegen, die Lithium-Ionen-Batterien darstellen könnten, insbesondere hinsichtlich der von ihnen erzeugten spontanen Brände und der durch diese Brände erzeugten intensiven Wärme. Das Feuer selbst stellt eine ernsthafte Bedrohung für diejenigen dar, die die Batterien betreiben oder besitzen, und die Risiken hängen auch damit zusammen, dass diese Brände und die Batterien selbst dazu neigen, giftige Dämpfe wie Gase und Rauch freizusetzen, die durch die leichten Fehlfunktionen entstehen Die Batterie könnte gehabt haben. Dies kann zu einer potenziell größeren Bedrohung werden, wenn es um Batterien geht, die in beengten Umgebungen aufbewahrt werden, in denen Menschen arbeiten oder anwesend sind. Diese Umgebungen umfassen Flugzeuge, U-Boote, Minenschächte, Raumschiffe oder sogar komplexe Batteriesysteme, die zu Hause ausgestattet sind. Wenn eine Lithium-Ionen-Batterie anfängt, Dämpfe zu lecken, ist das erste, was passiert, eine intensive Wärmeerzeugung, daher die Brandgefahr. Die Menge an freigesetztem Gas und Rauch ist zu diesem Zeitpunkt signifikant. Selbst wenn die Hitze keine Verbrennung verursacht, ist die Freisetzung von über 100 giftigen Gasen, einschließlich Kohlenmonoxid, für sich selbst ziemlich gefährlich und könnte eine noch größere Bedrohung darstellen als die Hitze. Obwohl das Wissen über diese Emissionen eher begrenzt ist, wissen wir Folgendes über sie.

Die Risiken von Lithium-Ionen-Batteriedämpfen

Bei Überhitzung eines lithium-ionen-akkus werden eine Reihe hochexplosiver, krebserregender und gefährlicher Komponenten freigesetzt. Die Mischung ist äußerst gesundheitsschädlich. Wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, um die Freisetzung zu stoppen und die Dämpfe zu beseitigen, führt der Ausfall der Zelle höchstwahrscheinlich zur Entzündung der Batterie. In diesem Fall ist es wichtig, dass es weiterhin gesteuert wird, da es bei weiterer Expansion zu benachbarten Zellen kaskadieren kann.

Das Problem ist, dass beim Entzünden des Batteriegases gefährliche Substanzen zu harmlosen Reaktionsprodukten oxidiert werden. Das Einatmen dieser Dämpfe führt jedoch sehr wahrscheinlich zu starkem Erbrechen, Ersticken, Komplikationen beim Atmen und anderen Symptomen (normalerweise bei Kohlenmonoxidvergiftung), die auf die Toxizität der von der Batterie freigesetzten Gase zurückzuführen sind.

In Anbetracht der Tatsache, dass man die Dämpfe identifizieren und stoppen kann, um weitere Schäden zu vermeiden, besteht das eigentliche Risiko (abgesehen von der Vergiftung durch Dämpfe) darin, dass die Batterie Feuer fängt. Jede Zelle ist isoliert und mit einem Zylinder montiert. Dieser Lauf wird durch eine Abdeckung verschlossen, die eine Explosion verhindert. Dieser Zylinder hält jedoch die meisten Emissionsgase zurück. Das Gasgemisch führt zu einem Brand, und wenn sich das Feuer auf die anderen Zellen ausdehnt, kann die Batterie explodieren.

Füllstand der Lithium-Ionen-Batteriedämpfe

Ein Experiment, das durchgeführt wurde, um Dämpfe in Batterien zu bestimmen, wie man mit ihnen umgeht und in welchem Ausmaß die Batterie beginnt, Dämpfe freizusetzen, ergab Folgendes. Wenn eine Zelle bis zu einem Punkt von etwa 4,3 V leicht überladen ist, beginnt die thermische Landebahn. Die thermische Landebahn beginnt, Dämpfe in die Umgebung freizusetzen, und die Freisetzung nimmt exponentiell zu.

Die Rauchkonzentrationen werden kritisch, wenn die Wasserstoffkonzentrationen zu steigen beginnen. Wenn der Wasserstoffgehalt bei 4% liegt, ist das Explosionsrisiko sehr hoch und die Wahrscheinlichkeit einer Explosion liegt bei fast 100%.

Umgang mit Lithium-Ionen-Batteriedämpfen

Wenn Sie Dämpfen ausgesetzt sind, die aus Ihrer Lithium-Ionen-Batterie austreten, müssen Sie zunächst die Entzündung der Emissionsgase unterdrücken. Auf diese Weise wird die freigesetzte Energiemenge erheblich reduziert. Von hier aus gibt es zwei Hauptoptionen: Sie können entweder die Entzündung der Zelle verhindern, indem Sie einen Textilverbund verwenden (wodurch die Rauchabgabe tatsächlich stärker und gesundheitsschädlicher wird). Sie können den Akku auch entzünden lassen und ihn mit einem Feuerlöscher ausschalten.

Da eine Zündung außer Kontrolle geraten kann, ist es möglicherweise sicherer, sie zu verhindern und mit den Dämpfen umzugehen. Zu diesem Zweck wird dringend empfohlen, einen Gasfilter in dem Raum zu haben, in dem die Batterie verwendet wird. Ein Gasfilter arbeitet in 5 Stufen, in denen er die Gase auffängt und von der Umgebung trennt. Zuerst gibt es ein Partikelfiltrationsgitter, unmittelbar gefolgt von Pelletschichten aus Aktivkohle, später gibt es Kaliumpermanganat und aktiviertes Aluminiumoxid, gefolgt von einem Feinpartikelfilter. Schließlich wird ein Gassack verwendet, um die Gasemissionen der Batterie hinter der Filtration zu sammeln. Der Filter führt zu einer deutlichen Verringerung der Konzentration aller gefährlichen Komponenten, wodurch das Zündrisiko weiter verringert und die Entzündung der Batterie verringert wird.

Daraus kann geschlossen werden, dass die bessere Lösung für den Umgang mit freigesetzten Dämpfen durch Überhitzung oder aus irgendeinem anderen Grund darin besteht, eine Kombination von flammhemmenden Materialien wie dem erwähnten Textilverbundwerkstoff zu verwenden und später, nachdem die Zündung vermieden wurde und die Rauchabgabe ist stärker geworden, verwenden Sie den Gasfilter. Das Gas-Unite-System kann tatsächlich für industriebatterien, aber auch für stationäre Systeme und für die Lagerung zu Hause verwendet werden. Der Filter könnte möglicherweise das Sicherheitsniveau aller Lithium-Ionen-Batterien wirklich verbessern und das Vertrauen der Verbraucher in die Phase erhöhen, in der sich ihre Batterien befinden. Dies würde auch den Herstellern und Innovatoren von Zellbatterien helfen, das Design der Zellen bei der Suche nach einer weniger gefährlichen Lithium-Ionen-Batterie nicht wesentlich zu ändern.

Wenn Sie jedoch über keines dieser Geräte verfügen und mit der Rauchabgabe eines lithium-ionen-akkus konfrontiert sind, wird empfohlen, den Akku zu verlassen und den Raum vor der Zündung oder Gasvergiftung zu verlassen.