Incêndios em baterias de íon-lítio: prevenção, mitigação e medidas de segurança

Saiba mais sobre os riscos, as causas e as medidas de segurança para incêndios em baterias de íon-lítio. Descubra medidas preventivas e soluções para evitar incêndios catastróficos em baterias.

Quinta-feira, 13 de fevereiro de 2025

Riscos e perigos de incêndio em baterias de íon-lítio

Infelizmente, todos nós conhecemos as frequentes notícias sobre os efeitos devastadores dos incêndios em baterias de íon-lítio. No final de 2024, a CBS noticiou a morte de um homem do Bronx devido a um incêndio em uma bateria de íon-lítio que ocorreu enquanto ele carregava a bateria de sua bicicleta elétrica. O homem estava carregando a bateria no primeiro andar quando o fogo começou, causando sua morte e ferindo gravemente outros membros de sua família.

Outra manchete sensacional foi a do New York Times sobre o incêndio e a explosão de um caminhão carregado com baterias de íon-lítio após um acidente. Ninguém ficou ferido no incidente, mas onze quilômetros da rodovia ficaram fechados por 48 horas, enquanto o caminhão tombado continuava em chamas devido a um evento de fuga térmica. A explosão fez com que as baterias transportadas entrassem em combustão espontânea, atingindo até três metros de altura, o que desencadeou a reação em cadeia conhecida como fuga térmica. A ignição das baterias criou a reação em cadeia incontrolável conhecida como fuga térmica.

Quais são as causas de incêndios em baterias de íon-lítio?

Esses incidentes dramáticos ilustram claramente o impacto devastador que os incêndios em baterias de íon-lítio podem ter; o pior cenário possível é a perda de vidas. As baterias podem pegar fogo por diversos motivos. Algumas das causas comuns incluem:

  • Sobrecarga da bateria
  • Utilizar equipamento de carregamento não conforme
  • Superaquecimento da bateria ou exposição a altas temperaturas.
  • defeitos de fabricação
  • Uma taxa de descarga extremamente alta
  • Um curto-circuito
  • Danos causados ​​por quedas, esmagamento, perfuração ou exposição a altos níveis de vibração.

Caso a bateria seja exposta a um ou mais desses fatores desencadeantes, as células da bateria podem explodir e liberar gases perigosos, causando um incêndio de grandes proporções.

Prevenção de incêndios em baterias de íon-lítio

Considerando o número considerável de potenciais causas de incêndios em baterias de íon-lítio e os riscos significativos envolvidos quando um incêndio ocorre, medidas de segurança rigorosas são imprescindíveis para proteger bens, infraestrutura e vidas humanas. Essa necessidade de segurança é especialmente relevante em aplicações de mobilidade elétrica, onde veículos e pessoas podem estar operando em áreas remotas ou sujeitos a variações de temperatura, pressão e condições no mar ou no ar.

Uma série de medidas de segurança deve ser utilizada para mitigar o risco de incêndio. Essas medidas devem ter como objetivo prevenir a ocorrência de incêndios em primeiro lugar e mitigar o impacto negativo de um incêndio em segundo lugar.

As medidas preventivas de segurança incluem:

  • Utilizando um sistema de refrigeração eficiente
  • Utilizando carregadores e cabos de alta qualidade.
  • Protegendo a bateria com uma caixa de bateria robusta.
  • Monitoramento do ambiente de carregamento
  • Inspeções regulares
  • Práticas de armazenamento seguro
  • Melhorar a estabilidade térmica da bateria adicionando aditivos retardantes de chama ao eletrólito ou ao separador.

Caso essas medidas preventivas não sejam bem-sucedidas, medidas de segurança destinadas a interromper ou reduzir os danos causados ​​pela fuga térmica devem ser a próxima linha de defesa.

As medidas de mitigação de riscos incluem:

  • Manter o equipamento de combate a incêndios por perto.
  • Manter um plano robusto de resposta a emergências.
  • Mecanismos de desligamento do separador dentro da bateria
  • Mecanismos de ventilação na bateria ou no compartimento da bateria

Por exemplo, um separador de polímero em gel é um material útil, pois derrete e se decompõe muito antes que a temperatura da bateria atinja o limite para fuga térmica. No entanto, o separador leva tempo para colapsar e pode não desligar a bateria com rapidez suficiente. Gases inflamáveis ​​ainda podem se acumular dentro da bateria, aumentando a pressão e a temperatura.

Um mecanismo de ventilação pode liberar o excesso de gás e calor de forma controlada, em vez de causar uma explosão descontrolada. Soluções como painéis anti-explosão e discos de ruptura são exemplos de mecanismos de ventilação. Eles representam a última linha de defesa, pois não impedem incêndios, mas podem mitigar os piores efeitos e evitar danos catastróficos. Embora possam expelir o fogo diretamente para a atmosfera, em muitos veículos elétricos, as baterias primeiro liberam o gás para um sistema de dutos.

Discos de ruptura OE Lion

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Com cada disco, há a opção de adicionar uma membrana de respiro para equalização contínua da pressão. Combinar esses dois recursos de segurança de pressão em um único dispositivo significa que tanto a respiração quanto a liberação de gases podem ser canalizadas por meio de um único dispositivo, expelindo todos os gases de um local comum. Isso melhora sua capacidade de controlar e dispersar gases inflamáveis. O resultado é um design de bateria e invólucro de íon-lítio mais simples e limpo, mais rápido de montar e mais fácil de integrar, para baterias de íon-lítio mais seguras, simples e econômicas.

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