锂电池的运输安全至关重要,稍不注意将会造成严重后果。近日,英国保赔协会(UK P&I CLUB)与TT保赔协会(TT Club)以及海事技术咨询公司Brookes Bell联合发布了一份白皮书,强调了锂电池运输带来的持续安全威胁。
那么,锂电池相关风险有哪些呢?
● 机械故障:锂离子电池的外部局部被损坏,如撞击、凹陷或穿刺等。一旦外壳被损坏,空气便可进入电池并与有源组件和电解质发生反应。这些反应会产生热量。导致外壳变形的机械损坏可能会产生严重的内部组件损坏或破损。集电器和隔膜的损坏会使电极接触,从而导致短路。
● 过充或放电过高:通常,电池的充电电压与指定的充电状态相对应。由于电池过充或放电过量,可能会发生不良的电化学反应。由于制造故障或电池损坏,以及设备中的电池管理系统(BMS)对电压的监控无效,可能会发生过充或放电。电池过充会导致阴极表面的电解质分解,从而增加电池温度。在过度充电期间,阴极的锂离子过度迁移会导致阴极变得不稳定。在含氧阴极中,将可能导致氧气的释放。氧气在发热副反应中发生反应;气体和副反应的增加会导致电池破裂。过量的锂离子沉积在形成锂枝晶(lithium dendrites)的阳极上。锂枝晶生长会达到穿透隔膜,导致短路,这可能会产生灾难性的影响。在过度放电时,锂离子朝相反的方向移动,锂离子从阳极中不断释放出来。这个过程可以达到铜电流收集器被氧化并释放铜离子的阶段。这些铜离子可以沉积在阴极表面,最终导致短路。
● 极端温度引发故障:由于设计或制造不当,电池内部也可能存在局部高温。如果电池内的热量继续积聚而不消散,将可能导致发生发热副反应。一旦温度超过临界值,锂电池容易发生故障。
此外,在运输锂电池时,还应考虑路线和可能的气候条件。例如货车运输集装箱内的温度可能比环境温度高出2倍。在中东的夏季,集装箱内的温度甚至可能会达到80°C。
据了解,锂电池由于其特性,一旦发生火灾将很难被扑灭。因此,提前做好风险防范显得尤为重要。
● 监控此类设备和电池的充电时间和地点,确保它们位于坚硬的表面上,最好不要选择在夜间充电,或无人看管情况下充电。
● 最好在住宿或工作场所之外为其他相关物品充电,例如移动滑板车或电动车。当务之急是考虑并确保在发生电池故障事件时,事故不会影响撤离任何空间的能力。
● 避免在非常低/高的温度下储存或充电。在炎热的环境中要始终保持通风,避免放在阳光直射下。
● 避免在不使用设备时连续充电。
● 切勿在电池、充电器或充电设备插上电源和充电时在其上面覆盖任何东西。
● 尽可能保护电池免受机械损坏。
● 如果需要,最好从信誉良好的供应商处采购品牌的原装电池更换。复制品或通用充电器、充电电缆和电池可能看起来与正品很像,但可能没有内置适当的安全机制。
其实除了锂电池外,所有的电池动力船舶都需要重点关注火灾的预防。中国船级社(CCS)在《纯电动船动力电池检验指南》(2019)中,根据船舶的生命周期对船舶电池安全性能作出了明确要求。电池系统的安全性说明应包含所有潜在的危害分析,至少包括以下内容:
● 可能产生的泄漏(有毒、易燃、腐蚀等);
● 可能产生的气体(有毒、易燃、腐蚀等);
● 火灾危险性;
● 爆炸危险性,包括电池在通风和热失控时释放气体的说明;
● 蓄电池舱/蓄电池箱(柜)的气体探测及报警系统;
● 蓄电池舱的火灾探测及报警系统;
● 蓄电池舱的通风速率;
● 推荐的灭火方式;
● 电池内部故障/热失控;
● 电池内部及外部短路;
● 过流、过压及欠压保护;
● 外部热源/火灾;
● 安全的充/放电特性;
● 减轻风险的安全预防措施。
短短几小时,船舶海底门滤器连续被堵三次。牢记这两点,可有效预防!
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