Análisis de riesgos y protección del ciclo de vida total de la batería de litio contra incendios

Las baterías de iones de litio tienen un papel insustituible en la electrónica de consumo y los vehículos de nueva energía debido a su alta densidad energética y su larga vida útil. Pero al mismo tiempo, el riesgo de incendio de las baterías de iones de litio es alto, propenso a explosiones por incendio. Según estadísticas incompletas, hubo 37 accidentes de incendio relacionados con la industria de baterías de litio en 2016, los cuales se distribuyeron en la producción, transporte, aplicación y reciclaje de baterías de iones de litio.

Por lo tanto, el autor realiza un análisis preliminar de riesgo de incendio para cada fase del ciclo de vida de la batería de iones de litio y comparte el contenido principal de VdS3103, una guía para la protección de baterías de iones de litio emitida por la Asociación de Seguros Alemana GDV y el Profesional Alemán. Asociación de seguridad VdS.

Riesgos en el proceso productivo

La producción de baterías de iones de litio es un proceso químico y mecánico. El electrolito dentro de la batería es un líquido inflamable y el electrodo es un material inflamable. Después de fabricar la batería, se requiere una prueba eléctrica. Durante la fase química (se activa la primera carga), es posible que el fuego esté fuera de control debido a cortocircuitos internos, fugas de líquido y sobrecarga. La fase de envejecimiento a alta temperatura de la batería para soportar una variedad de temperaturas también conlleva riesgo de incendio.

Análisis de riesgos y pautas de protección para el ciclo de vida total de la batería de litio en caso de incendio

Riesgos en almacenamiento

Es posible centralizar el almacenamiento de baterías semiacabadas o terminadas en áreas de producción y almacenes de almacenamiento. Por ejemplo, el espacio entre los estantes es pequeño, la densidad de almacenamiento es alta y, una vez que comienza el fuego, el fuego se propaga rápidamente y es propenso a explotar. La Asociación Alemana de la Industria de Seguros GDV y la Asociación Alemana de Seguridad Profesional VdS emitieron un anuncio sobre el almacenamiento seguro de baterías de litio en mayo de 2016. Las baterías se clasificaron según el tamaño de la capacidad y se dieron las pautas de seguridad relevantes. Se propuso la altura, el área, el espaciado y la configuración del sistema contra incendios. Requerimientos. Los detalles se discuten en detalle más adelante en este artículo.

Riesgos en el transporte

Las baterías de iones de litio se producen principalmente en Asia y se transportan a través de procesos complejos, y al menos un tercio se transporta por aire. En los últimos 10 años, la FAA de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos ha registrado un total de 121 accidentes relacionados con baterías (incluidos choques), la mayoría de los cuales fueron causados por baterías de litio. Desde abril de 2016, la OACI ha prohibido que los aviones de pasajeros transporten baterías de iones de litio (ONU 3480), a excepción de las baterías de litio en los equipos electrónicos que transportan la tripulación y los pasajeros.

Riesgos de uso

Las baterías de litio son seguras en condiciones normales de funcionamiento, pero si la batería se sobrecarga, se cortocircuita, choca o se inunda, existe el riesgo de explosión por incendio. Si no se puede controlar de manera efectiva, incluso conducirá a la quema de vehículos eléctricos, lo que amenazará la seguridad de los pasajeros.

También es posible que la pila de carga se incendie durante la carga. Las baterías de almacenamiento de energía se instalan de forma centralizada y tienen una gran capacidad. Si se produce un incendio, el equipo se cortará o se quemará y no podrá utilizarse.

Riesgos en el proceso de recuperación

Los tipos de baterías recuperadas son diversos y se desconoce el estado. Pueden estar dañados o defectuosos. Son fácilmente atrapados en llamas debido a cortocircuitos, fugas y toma de agua. Se debe prestar más atención a las medidas de seguridad.

Guía de protección de baterías de litio VdS3103

En mayo de 2016, la Asociación Alemana de Seguros GDV y la Asociación Alemana de Seguridad Profesional VdS publicaron conjuntamente las directrices para la protección de baterías de litio contra daños VdS3103. La guía proporciona recomendaciones para el almacenamiento y suministro de baterías de litio en las áreas de producción y almacenamiento de las empresas. El autor ha traducido y resumido los puntos clave de la guía, que ahora se comparten de la siguiente manera.

En la guía, las baterías de litio se dividen en baterías de metal de litio (batería primaria / baterías primarias) y baterías de iones de litio (baterías secundarias) por componente, y se dividen en baterías de baja capacidad, capacidad media y alta capacidad por capacidad y peso. .

Tome una batería de iones de litio común como ejemplo. Las baterías con una capacidad de 100 Wh o menos son de baja capacidad, las baterías con un peso de 100 Wh o más pero un peso menor o igual a 12 kg son de capacidad media y las baterías con un peso de más de 100 Wh y / o un peso de más de 12 kg son de gran capacidad.

Reglas generales de seguridad

Las siguientes reglas de seguridad se deben observar en todo momento:

Siga las instrucciones proporcionadas por el fabricante y la ficha técnica del producto.

Evitar cortocircuitos externos (por ejemplo, evitar cortocircuitos en el terminal de la batería)

Prevenir cortocircuitos internos (evitar daños mecánicos)

No se exponga directamente a altas temperaturas o fuentes de calor, como la luz solar.

Mantenga una distancia mínima de 2,5 m de otros materiales combustibles en áreas donde no esté instalado un sistema automático de extinción de incendios.

Retire las baterías dañadas o defectuosas inmediatamente de las áreas de producción y almacenamiento, colóquelas temporalmente fuera de una distancia segura o guárdelas en un área separada equipada con un sistema de protección contra incendios para su eliminación.

Solo las baterías probadas según la norma ONU 38.3 pueden almacenarse normalmente (excepto para productos prototipo después de la evaluación de riesgos).

Reglas de seguridad específicas

Baterías de baja capacidad

Consulte las reglas generales de seguridad. Si la cantidad de almacenamiento en un área es demasiado grande (más de 7 metros cúbicos de volumen o más de 6 pallets europeos), consulte baterías de capacidad media.

Baterías de capacidad media

El área de almacenamiento de la batería de capacidad media debe mantenerse al menos a 5 metros de distancia de otras áreas, o se adoptan medidas ignífugas en la estructura. Evite mezclar el almacenamiento con otros productos que actúan como aceleradores. El área de almacenamiento debe ser monitoreada por un sistema de alarma de detección de incendios, que está conectado a un centro de monitoreo con personal. Si se utiliza un sistema de extinción de incendios, considere utilizar el agente extintor recomendado en la Hoja de datos del producto. Si la cantidad de almacenamiento en un área es demasiado grande (cubre un área de más de 60 metros cuadrados y / o tiene una altura de almacenamiento de más de 3 metros), consulte baterías de alta capacidad.

Baterías de alta capacidad

En la actualidad, no existe información confiable que pueda proteger completamente las baterías de alta capacidad. Por lo tanto, las medidas de seguridad deben desarrollarse en consulta con las compañías de seguros, dependiendo de las circunstancias de cada caso.

Las posibles medidas incluyen:

Aislamiento y limitación de cantidad

Almacene en un área retardante de fuego separada o mantenga una distancia segura (más de 5 M de espacio)

Sistema automático de extinción de incendios.

Suministro en áreas de producción

Si las baterías deben almacenarse en el área de producción, se deben cumplir las siguientes condiciones:

Minimice la cantidad de almacenamiento (solo se requiere el uso diario)

Prepare el equipo de extinción de incendios adecuado (extintores, hidrantes)

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