هناك الكثير من بطاريات الليثيوم الرخيصة وغير ذات العلامات التجارية المتوفرة في السوق في الوقت الحالي ، وقد تكون مهمة مربكة للغاية بالنسبة للعميل للاختيار بينها وبين علامة تجارية جيدة. اليوم سنناقش فيما يتعلق بخطر الحريق لبطاريات الليثيوم الرخيصة غير ذات العلامات التجارية في هذه المقالة.

ترتبط مخاطر حريق بطارية الليثيوم بكثافة الطاقة العالية المقترنة بالإلكتروليت العضوي القابل للاشتعال. هذا يخلق تحديات جديدة للاستخدام والتخزين والتعامل. أظهرت الدراسات أن التلف المادي ، وسوء استخدام الكهرباء مثل قصر الدائرة والشحن الزائد ، والتعرض لدرجة حرارة مرتفعة يمكن أن يتسبب في هروب حراري في بطارية ذات نوعية رديئة. يشير هذا إلى التسخين الذاتي السريع من تفاعل كيميائي طارد للحرارة يمكن أن يؤدي إلى هروب حراري متسلسل من الخلايا المجاورة.

يمكن أن تؤدي عيوب الشركة المصنعة مثل العيوب و / أو الملوثات في عملية التصنيع إلى الانفلات الحراري. التفاعل يبخر المنحل بالكهرباء العضوي ويضغط على غلاف الخلية. في حالة (أو عندما) تفشل الحالة ، يتم إطلاق الغازات السامة والقابلة للاشتعال داخل الخلية. ترتبط شدة تفاعل البطارية الجامح جزئيًا بتراكم الضغط وتحريره من داخل الخلية. نتيجة لذلك ، يمكن أن يكون بناء الخلية متغيرًا رئيسيًا يتعلق بخطورة حادث البطارية.

يمكن أن يظهر التفاعل الناتج في أي مكان من تنفيس سريع للدخان الكثيف (أي قنبلة دخان / مدخن) ، إلى شعلة طريق ، إلى احتراق ثابت ، إلى كرة نارية إلى انفجار. انظر الشكل أدناه.

تكون شدة التفاعل عمومًا دالة لعدد من المعلمات بما في ذلك حجم البطارية والكيمياء والبناء وحالة شحن البطارية (SOC). في كل تفاعل كبير للبطارية تقريبًا ، يتم إنتاج نفس المكونات الخطرة ؛ المنتجات الثانوية القابلة للاشتعال (مثل الهباء الجوي والأبخرة والسوائل) والغازات السامة والحطام المتطاير (بعض الاحتراق) ، وفي معظم الحالات ، الاحتراق المستمر للإلكتروليت ومواد الغلاف.

أثناء تفاعل التنفيس (أي عدم اشتعال المنتجات المهواة) ، تتكون المنتجات بشكل أساسي من مكونات إلكتروليت. بالنسبة لمعظم البطاريات ، تتكون المنتجات عادةً من ثاني أكسيد الكربون (CO2) وأول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين (H2) والهيدروكربونات (CxHx). هذه الغازات قابلة للاشتعال وتمثل خطر الحريق والانفجار.

بالنسبة لسيناريو الاحتراق ، يحترق المنحل بالكهرباء بكفاءة وينتج ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (H2O) كمنتجات ثانوية. بالنسبة لمعظم البطاريات ، تتكون المنتجات عادةً من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. يميل تفاعل الاحتراق أيضًا إلى تحرير الفلور من ملح الليثيوم المذاب في الإلكتروليت. يتفاعل الفلور عادةً مع الهيدروجين لتكوين فلوريد الهيدروجين (HF). يتناسب إنتاج HF أيضًا مع الطاقة الكهربائية المخزنة في الخلية / البطارية ويمكن أن يؤدي إلى تركيزات خطيرة. يتفاعل HF مع بخار الماء الناتج أثناء التفاعل و / أو مع الأغشية المخاطية في جسم الإنسان (أي العينين والأنف والحنجرة والرئتين) ويصبح حمض الهيدروفلوريك.