Analyse des Brandrisikos im Lebenszyklus von Lithiumbatterien

Lithium-Ionen-Batterien spielen aufgrund ihrer hohen Energiedichte und langen Lebensdauer eine unersetzliche Rolle in der Unterhaltungselektronik und bei Fahrzeugen mit neuer Energie. Gleichzeitig haben Lithium-Ionen-Batterien ein hohes Brandrisiko und sind anfällig für Feuer und Explosion. Unvollständigen Statistiken zufolge gab es 2016 37 Brandunfälle im Zusammenhang mit der Lithiumbatterieindustrie, die bei der Herstellung, dem Transport, der Anwendung und dem Recycling von Lithiumionenbatterien verteilt wurden.

Daher führt der Autor für jede Phase des Lebenszyklus von Lithium-Ionen-Batterien eine vorläufige Brandrisikoanalyse durch und teilt den Hauptinhalt des Leitfadens zur Verhinderung des Verlusts von Lithiumbatterien VdS3103, der vom Deutschen Versicherungsverband GDV und dem Deutschen Berufsverband VdS herausgegeben wurde.

Risiko im Produktionsprozess

Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien ist ein chemischer und mechanischer Prozess. Der Elektrolyt in der Batterie ist eine brennbare Flüssigkeit und die Elektrode ist ein brennbares Material. Nach dem Herstellen der Batterie sind elektrische Tests erforderlich. Während der Formationsphase (dh die erste Ladung wird aktiviert) besteht die Möglichkeit eines thermischen außer Kontrolle geratenen Feuers aufgrund eines internen Kurzschlusses, eines Flüssigkeitslecks und einer Überladung. Die Alterung der Batterie bei hohen Temperaturen mit verschiedenen Temperaturen birgt ebenfalls eine Brandgefahr.

Risiko bei Lagerung

Sowohl Produktionsbereiche als auch Lagerhäuser haben das Potenzial, Halbfabrikate oder Fertigprodukte zentral zu lagern. Wenn der Regalabstand klein und die Lagerungsdichte hoch ist, breitet sich das Feuer nach dem Auftreten des Feuers schnell aus und ist explosionsgefährdet. Der deutsche Versicherungsverband GDV und der deutsche Berufsverband VdS haben im Mai 2016 die Ankündigung der sicheren Lagerung von Lithiumbatterien veröffentlicht. Die Batterien wurden nach ihrer Kapazität klassifiziert und entsprechende Sicherheitsrichtlinien gegeben. Die Einstellungen für Stapelhöhe, Fläche, Abstand und Feuersystem wurden vorgeschlagen. Warten Sie auf die Anfrage. In diesem Artikel werden die Details später ausführlich erläutert.

Risiko beim Transport

Lithiumbatterien werden hauptsächlich in Asien hergestellt, und der Transportprozess ist kompliziert. Mindestens ein Drittel wird auf dem Luftweg transportiert. In den letzten 10 Jahren verzeichnete die FAA FAA insgesamt 121 Unfälle mit Batterien (einschließlich Unfällen), die hauptsächlich durch Lithiumbatterien verursacht wurden. Seit April 2016 verbietet die ICAO ICAO Passagierflugzeugen den Transport von Lithium-Ionen-Batterien (UN3480), mit Ausnahme von lithium-batterien in elektronischen Geräten, die von Besatzungsmitgliedern und Passagieren befördert werden.

Risiko während des Gebrauchs

Lithiumbatterien sind unter normalen Betriebsbedingungen sicher. Wenn die Batterie jedoch überladen, kurzgeschlossen, gestoßen oder eingedrungen ist, besteht Brand- und Explosionsgefahr. Wenn es nicht effektiv gesteuert werden kann, kann es sogar zum Verbrennen des Elektrofahrzeugs führen, was die Sicherheit der Fahrgäste gefährdet.

Es ist auch möglich, den Ladestapel während des Ladevorgangs zu entzünden. Der energiespeicher ist zentral eingestellt und hat eine große Kapazität. Wenn das Feuer verursacht wird, wird das Gerät ausgeschaltet oder verbrannt und kann nicht betrieben werden.

Risiko beim Recycling

Es gibt verschiedene Arten von Batterien, deren Status unbekannt ist und die möglicherweise beschädigt oder defekt sind. Aufgrund von Kurzschluss, Austreten von Flüssigkeit, Eindringen von Wasser usw. kann es leicht zu einem Brand kommen. Weitere Sicherheitsmaßnahmen sollten getroffen werden.

Leitfaden zur Verhinderung des Verlusts von Lithiumbatterien VdS3103

Im Mai 2016 hat der Deutsche Versicherungsverband GDV in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Berufsverband VdS den Leitfaden zur Verhinderung von Lithiumbatterieverlusten VdS3103 veröffentlicht. Der Leitfaden enthält Empfehlungen zur Schadensverhütung für die Lagerung und Lieferung von Lithiumbatterien in Produktions- und Lagerbereichen. Der Autor übersetzte und fasste den Schwerpunkt des Leitfadens zusammen. Teilen Sie nun Folgendes.

In diesem Handbuch werden Lithiumbatterien in Lithiummetallbatterien (Primärbatterien / Primärbatterien) und Lithiumionenbatterien (Sekundärbatterien) sowie nach Kapazität und Gewicht in Batterien mit niedriger Kapazität, mittlerer Kapazität und hoher Kapazität eingeteilt.

Am Beispiel einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie ist eine Batterie mit einer Kapazität von 100 Wh oder weniger eine geringe Kapazität, und eine Batterie mit einem Gewicht von 100 Wh oder mehr, aber einem Gewicht von weniger als oder gleich 12 kg ist ein Medium Kapazität und eine Kapazität von 100 Wh oder mehr und / oder ein Gewicht von mehr als 12 kg ist eine hohe Kapazität.

Leitfaden zur Brandrisikoanalyse und Verlustverhütung im Lebenszyklus von Lithiumbatterien

Allgemeine Sicherheitsregeln

Die folgenden Sicherheitsregeln sollten jederzeit beachtet werden:

Befolgen Sie die Gebrauchsanweisung des Herstellers und das technische Produktdatenblatt

Verhindern Sie externe Kurzschlüsse (z. B. Kurzschluss der Batterieklemmen vermeiden)

Interne Kurzschlüsse vermeiden (mechanische Beschädigung vermeiden)

Setzen Sie das Gerät nicht direkt hohen Temperaturen oder Wärmequellen wie Sonnenlicht aus.

Halten Sie mindestens 2,5 Meter Abstand zu anderen brennbaren Materialien in Bereichen, in denen keine automatischen Brandbekämpfungssysteme installiert sind.

Entfernen Sie beschädigte oder defekte Batterien sofort aus den Produktions- und Lagerbereichen, stellen Sie sie vorübergehend außerhalb eines sicheren Abstands auf oder lagern Sie sie in einem separaten Bereich, in dem das Brandschutzsystem installiert ist.

Nur Batterien, die gemäß UN38.3 getestet wurden, können normal gelagert werden (außer Prototypen nach Risikobewertung).

Spezifische Sicherheitsregeln

Batterie mit geringer Kapazität

Befolgen Sie einfach die allgemeinen Sicherheitsregeln. Wenn die Speichermenge in einem Bereich zu groß ist (mehr als 7 Kubikmeter oder mehr als 6 europäische Paletten), beziehen Sie sich auf die Batterie mittlerer Kapazität.

akku mit mittlerer Kapazität

Der Batteriespeicherbereich mittlerer Kapazität muss mindestens 5 Meter von anderen Bereichen entfernt sein, oder die Struktur sollte feuerhemmend sein. Vermeiden Sie das Mischen mit anderen Produkten, die als Verbrennungsverbesserer wirken. Der Lagerbereich sollte von einem Brandmeldesystem überwacht werden, das an eine überwachte Überwachungszentrale angeschlossen ist. Wenn Sie ein Brandbekämpfungssystem verwenden, sollten Sie das empfohlene Feuerlöschmittel im Produktdatenblatt verwenden. Wenn die Speichermenge in einem Bereich zu groß ist (eine Fläche von 60 Quadratmetern oder mehr und / oder mehr als 3 Meter), beziehen Sie sich auf den Hochleistungsakku.

Hochleistungsakku

Derzeit gibt es keine zuverlässigen Informationen für einen angemessenen Schutz von hochleistungsbatterien. Daher sollten Sicherheitsmaßnahmen in Absprache mit Versicherungsunternehmen auf der Grundlage der jeweiligen Umstände entwickelt werden.

Mögliche Maßnahmen sind:

Isolieren und begrenzen Sie die Menge

In einem separaten feuerhemmenden Bereich lagern oder einen Sicherheitsabstand einhalten (über 5 m)

Automatisches Feuerlöschsystem

Versorgung im Produktionsbereich

Wenn eine Batterie im Produktionsbereich gelagert werden muss, sollten folgende Bedingungen erfüllt sein:

Minimieren Sie den Speicherplatz (speichern Sie nur den täglichen Gebrauch)

Bereiten Sie geeignete Feuerlöschgeräte vor (Feuerlöscher, Hydranten).

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