Привет. С вами как всегда Рома Батман!
В воскресенье по новостям сообщили, что на МКАДе сгорел очередной автомобиль ТЕСЛА! Как то часто происходят неприятности с литиевыми батареями.
Эксперты также отмечают, что возгорания – типичные проблемы для электромобилей.
"Известны случаи возгорания и Nissan, и электрических автомобилей Hyundai – это связано с типом батареи. Литий-ионные аккумуляторы очень не любят перегрева. Если нарушена система охлаждения, это может привести к короткому замыканию. И здесь любой тип батареи, даже тот, который находится в телефоне, в коптере – в любом устройстве – может привести не просто к возгоранию, но еще и к взрыву", – рассказывает ведущий программы "Городская автомобильность" на Москва FM Павел Федоров.
Эксперты считают, что инцидент в Москве – очередной удар по имиджу Tesla. Это не первый случай, когда во время столкновения электрокар сгорает как спичка. За последние семь лет зарегистрированы по меньшей мере 14 случаев возгорания машин этой марки.
Подробнее: https://www.m24.ru/news/proisshestviya/11082019/85988?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop?utm_source=CopyBuf
Заметьте, не прошло и месяца после аварии на российской подводной лодке, вызванной пожаром литиевой батареи, если верить различным интернет изданиям.
Неприятность случилась с первой и единственной построенной американцами ASDS в ноябре 2008 года. В тот день – 9 ноября – мини-подлодка, находившаяся в совместной эксплуатации ВМС и Командования ССО(сил специальных операцций), стояла под зарядкой аккумуляторной батареи на специальной станции на территории военно-морской базы Перл-Харбор. Неожиданно раздался взрыв, после чего возник сильный пожар, который, как писали американские СМИ, удалось потушить через шесть часов.
Впрочем, как представляется, принимая во внимание небольшие размеры этой карликовой субмарины (длина – 20 метров, водоизмещение – чуть более 60 тонн), она просто выгорела дотла. Дело в том, что в ходе борьбы с пожаром мини-подлодку загерметизировали, охлаждая затем в течение нескольких часов водой снаружи наиболее нагревающиеся ее части. Успела попасть вода с пеногасящим составом и внутрь аппарата.
Так почему же с завидной регулярностью горят и взрываются литиевие батареи?
Литий-ионные аккумуляторы состоят из анода и катода, разделённых пористым полимерным сепаратором. Активным материалом катода чаще всего являются оксиды переходных металлов со встроенными в кристалл ионами лития. В аноде обычно используется графит. Электролит, которым залита электрохимическая ячейка, представляет собой органический раствор солей лития. При первой зарядке, производимой фирмой-изготовителем, при встраивании лития в анод на электродах (особенно на аноде) образуется защитный ион-проводящий слой (SEI), состоящий из разложившегося электролита. Этот слой защищает электроды от паразитических реакций с электролитом
Чаще всего причиной самовозгорания аккумуляторов является короткое замыкание внутри электрохимической ячейки. Электрический контакт между анодом и катодом может возникнуть по многим причинам. Это может быть, например, механическое повреждение ячейки. Ещё внутреннее короткое замыкание возникает из-за нарушения технологии производства при неровной нарезке электродов или попадании металлических частиц между анодом и катодом, что ведёт ко повреждению пористого сепаратора. Также причиной внутреннего короткого замыкания может быть «прорастание» цепочек металлического лития (дендритов) через сепаратор. Такой эффект возникает, если ионы лития не успевают встроиться в кристалл анода при слишком быстрой зарядке или низкой температуре, а также если ёмкость активного материала катода превышает ёмкость анода, в результате чего на поверхности анода появляются микроскопические отложения, которые постепенно растут.
После того, как произошло короткое замыкание, аккумулятор начинает нагреваться. Когда температура достигает 70-90 °C, ион-проводящий защитный слой на аноде начинает разлагаться. А дальше литий, встроенный в анод, вступает в реакцию с электролитом, выделяя летучие углеводороды: этан, метан, этилен и т.д. Но, несмотря на наличие такой взрывоопасной смеси, возгорания не происходит, так как в системе пока нет кислорода.
Так как реакции с электролитом экзотермические, температура и давление внутри аккумулятора продолжают повышаться. Когда температура достигает 180-200 °C, материал катода, обычно представляющий из себя оксид переходных металлов со встроенным в кристалл литием, вступает в реакцию диспропорционирования и выделяет кислород. Вот тут-то и происходит самовозгорание и ещё более резкий скачок температуры. Параллельно идёт термическое разложение электролита (200-300 °C), также выделяющее тепло.
Помимо внутреннего короткого замыкания существуют и другие причины самовозгорания: перегрев аккумулятора, неправильная зарядка/разрядка (превышение максимально допустимого напряжения, зарядка на высоких токах, слишком глубокая разрядка), и т.д. Но все эти причины приводят к одному результату: термическому разгону и разложению электролита при взаимодействии с электродами. Различаются только порядки вышеописанных реакций и их скорость https://habr.com/ru/post/372703/
Возникает закономерный вопрос, как тушить горящий литиевый аккумулятор?
Горящий литий и содержащие его аккумуляторы нельзя тушить водой, углекислотными и порошковыми огнетушителями, а также песком и прочими подобными средствами - они вызовут взрыв. В качестве огнетушащего средства можно применять порошки, не содержащие кислорода: графитовую крошку, порошок карборунда и нитрида бора - и обыкновенную поваренную соль. Так как литий-ионный аккумулятор содержит и горючее, и окислитель, тушение путем засыпки аккумулятора не приведет к успеху, однако таким образом можно ограничить вылет пламени. Следует, однако, учитывать возможность перехода горения в мощный взрыв и высокую токсичность продуктов горения.
Я знаю, что многие телекоммуникационные компании размещают конкурсы на закупку литиевых аккумуляторов. Хотелось бы у них узнать, учитывают ли они при проектировании взрывоопасность этих аккумуляторов, их непредсказуемость. Как они проектируют для них системы пожаротушения.
А кто будет нести ответственность за жертвы. Или все спишут на несчастный случай и плохую подготовку персонала?
Удачи, друзья. Подписывайтесь на канал. Порадуйте меня лайками.
