Akumulatory litowo-jonowe stanowią obecnie podstawowe źródło zasilania urządzeń bezprzewodowych, narzędzi warsztatowych oraz pojazdów z napędem elektrycznym. Wysoka gęstość zmagazynowanej energii oznacza jednak podwyższone ryzyko gwałtownego pożaru o specyficznym przebiegu chemicznym. Standardowe środki gaśnicze nie zawsze zatrzymują ucieczkę termiczną ogniw, ponieważ reakcje zachodzące wewnątrz baterii mogą postępować mimo stłumienia płomieni. Poniższe zestawienie wyjaśnia przebieg zjawiska ucieczki termicznej oraz przedstawia techniczne sposoby opanowania ognia z wykorzystaniem chłodzenia oraz barier mineralnych. Poznaj sprawdzone zasady postępowania, dzięki którym zabezpieczysz stanowisko pracy przed groźnymi skutkami zapłonu chemicznego.
Źródłem największych problemów podczas zapłonu akumulatora jest gwałtowna ucieczka termiczna, czyli tak zwany thermal runaway. Dochodzi do niej w wyniku zwarcia wewnętrznego, wady fabrycznej, uszkodzenia mechanicznego lub przeładowania pakietu zbyt wysokim napięciem. W trakcie tej reakcji temperatura w rdzeniu ogniwa potrafi w skrajnych przypadkach osiągać bardzo wysokie wartości, lokalnie nawet przekraczające 1000°C. Rozgrzana bateria wydziela palne gazy oraz trujące związki chemiczne, m.in. fluorowodór, tlenek węgla, wodór i węglowodory. Ulatniająca się chmura gazów w zamkniętym pomieszczeniu stwarza bezpośrednie zagrożenie wybuchem, a uwolniona energia może przenosić się na sąsiednie ogniwa w module. Nawet po zdławieniu otwartego płomienia musisz liczyć się z ponownym zapłonem, który potrafi nastąpić po kilku lub kilkunastu godzinach.
Zwykła gaśnica proszkowa może tłumić widoczny płomień na zewnątrz obudowy, nie wpływając na reakcję zachodzącą głęboko w strukturze pakietu. Strumień dwutlenku węgla również nie przynosi trwałego rezultatu, ponieważ gaz szybko ulatuje i nie odbiera nagromadzonego ciepła z wnętrza ogniwa. W warunkach profesjonalnych akcji ratowniczych strażacy stosują wodę w sposób dostosowany do sytuacji, traktując ciecz jako czynnik intensywnie chłodzący konstrukcję.
Przy dużych pakietach działanie to może wymagać znacznych ilości wody i rodzi problem bezpiecznego zagospodarowania skażonych popłuczyn gaśniczych. Zgaszenie samego płomienia nie zatrzymuje samopodtrzymującej się degradacji chemicznej, dlatego oprócz chłodzenia stosuje się rozwiązania ograniczające przenoszenie ciepła do otoczenia.
W działaniach prewencyjnych i zabezpieczających wykorzystuje się wermikulit ekspandowany, czyli naturalny minerał glinokrzemianowy o budowie warstwowej. Surowiec ten powstaje w wyniku szybkiego prażenia rudy w piecach przemysłowych, co powoduje gwałtowne odparowanie wody uwięzionej w jego strukturze krystalicznej. Ziarna minerału pęcznieją wówczas kilkunastokrotnie, przekształcając się w lekkie, całkowicie niepalne płytki o harmonijkowej budowie. Materiał zachowuje stabilność w skrajnych warunkach, wytrzymując temperatury od -200 do ponad 1100°C. Warstwa materiału otula nagrzany element, ogranicza przenoszenie ciepła oraz może absorbować wyciekający elektrolit wydostający się z rozszczelnionych ogniw.
Na rynku zabezpieczeń technicznych spotkasz dwie odmienne formy tego minerału, z których każda pełni inną funkcję operacyjną. Suchy wermikulit w postaci sypkiego granulatu służy do pasywnego wypełniania przestrzeni między ogniwami oraz do wyściełania skrzyń magazynowych. Ogranicza on przekazywanie ciepła do sąsiadujących komponentów i amortyzuje wstrząsy mechaniczne podczas przenoszenia baterii.
Z kolei wodna dyspersja wermikulitu, oznaczana skrótem AVD, to płynny środek gaśniczy zawierający mikroskopijne cząstki minerału zawieszone w wodzie w proporcjach zależnych od konkretnego preparatu. Zawarta w preparacie woda chłodzi dostępne powierzchnie, a osadzająca się warstwa mineralna może ograniczać dostęp tlenu do płonących materiałów. Nie gwarantuje to zatrzymania ucieczki termicznej wewnątrz ogniwa. Nie traktuj obu tych rozwiązań zamiennie, gdyż granulat stanowi bierną barierę termiczną, a dyspersja jest środkiem przeznaczonym do tłumienia określonych pożarów zgodnie z instrukcją producenta.
Prawidłowa organizacja warsztatu lub magazynu pozwala ograniczyć skutki ewentualnego zapłonu pakietów zasilających. Podstawowym zadaniem personelu technicznego jest zachowanie fizycznego dystansu między składowanymi modułami o wysokim napięciu. Baterie należy umieszczać w odpowiednio dobranych pojemnikach, dostosowanych do ich stanu i związanych z nimi zagrożeń. W uzasadnionych przypadkach wolną przestrzeń między ściankami a akumulatorami można wypełnić minerałem, który ogranicza przenoszenie ciepła. Gdy zauważysz, że bateria uległa mechanicznemu zgnieceniu lub wybrzuszeniu, natychmiast wycofaj ją z eksploatacji i umieść w wyznaczonym boksie izolacyjnym.
Wprowadzenie tych wytycznych do codziennej rutyny magazynowej zmniejsza ryzyko rozwoju punktowej awarii w niekontrolowany pożar całego budynku. Dbaj o regularny przegląd złączy wysokoprądowych, które podczas ładowania mogą generować łuk elektryczny i inicjować zapłon obudowy. Pracownicy techniczni powinni przejść ćwiczenia praktyczne z rozpoznawania objawów awarii oraz wdrażania procedur postępowania z uszkodzonymi modułami. W strefach ładowania baterii warto zamontować czujniki gazów oraz automatyczne systemy wczesnego wykrywania wzrostu temperatury. Pamiętaj również o utrzymywaniu stabilnej temperatury otoczenia w magazynie, unikając bezpośredniego nasłonecznienia i nadmiernej wilgoci.
Materiały mineralne, takie jak wermikulit ekspandowany, znajdują szerokie zastosowanie w zakładach recyklingu elektroodpadów, w których demontuje się tysiące zużytych ogniw. Rozwiązania te spotkasz także w autoryzowanych serwisach pojazdów elektrycznych, gdzie pakiety trakcyjne po kolizjach drogowych wymagają bezpiecznej kwarantanny i stabilnego odizolowania.
W wielkoskalowych magazynach energii, budowanych w technologii BESS, odpowiednio zaprojektowane bariery mineralne mogą ograniczać przenoszenie ciepła między elementami instalacji. Materiał ten może być wykorzystywany jako wypełnienie odpowiednich opakowań do przewozu baterii, o ile spełniają one właściwe wymagania ADR. Zasypkę mineralną stosują również gminne punkty selektywnego zbierania odpadów, w których mieszkańcy składują zużyte elektronarzędzia i baterie litowe, które następnie trafiają do recyklingu baterii litowo-jonowych.
Sygnałami awarii mogą być charakterystyczny gwizd uchodzących gazów, puchnięcie obudowy oraz nietypowy zapach; nie należy jednak zbliżać się do baterii w celu jego rozpoznania. W chwili pojawienia się białych lub szarych kłębów dymu natychmiast odłącz zasilanie z sieci, jeśli możesz zrobić to bez podchodzenia do pakietu. Nie próbuj gasić takiego ogniwa zwykłą gaśnicą domową, gdyż strumień proszku nie spenetruje szczelnego modułu. Wyprowadź wszystkie osoby z pomieszczenia, zamknij za sobą drzwi pożarowe i niezwłocznie wezwij straż pożarną. Po stłumieniu widocznego płomienia przez ratowników akumulator wymaga bezpiecznej izolacji i monitorowania ze względu na ryzyko ponownego zapłonu. Czas obserwacji określa się na podstawie oceny zagrożenia.
Z myślą o wymagających obiektach przemysłowych Wastes Service Group oferuje rozwiązanie Battery VermiBlock, bazujące na wermikulicie. Materiał może pełnić funkcję bariery izolacyjnej ograniczającej przenoszenie ciepła między elementami baterii. Zdolność do absorpcji cieczy sprawia, że materiał może pochłaniać wycieki elektrolitu, nie zastępując jednak jego neutralizacji ani odpowiednich procedur bezpieczeństwa. Szczegółowe parametry techniczne oraz warianty opakowań poznasz na stronie Battery VermiBlock - izolacja termiczna w katalogu rozwiązań ochronnych. Jeśli planujesz zabezpieczyć magazyn energii, stację demontażu pojazdów lub flotę transportową, skontaktuj się z doradcami przez formularz kontaktowy w celu przygotowania kalkulacji materiałowej.
