1. Ursachen für Brände von Lithiumbatterien
Brände von Lithiumbatterien lassen sich in erster Linie auf ein Phänomen zurückführen, das als thermisches Durchgehen bekannt ist. Dieser komplexe Prozess wird von drei entscheidenden Faktoren beeinflusst: externe Kurzschlüsse, interne Kurzschlüsse und die Einwirkung von hohen Temperaturen.
2. die Analyse der drei Faktoren
Externer Kurzschluss: Obwohl Lithiumbatterien in der Regel mit Sicherheitsmechanismen wie Sicherungen und Batteriemanagementsystemen (BMS) ausgestattet sind, um kurzzeitigen hohen Stromstößen standzuhalten und externe Kurzschlüsse abzumildern, besteht immer noch ein geringes, aber bestehendes Risiko von Schäden durch einen externen Kurzschluss. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses ist relativ gering, aber es bleibt ein potenzielles Problem.
Interner Kurzschluss: Interne Kurzschlüsse sind das Ergebnis verschiedener Faktoren, wie z. B. unsachgemäße Behandlung, Missbrauch der Batterie oder schädliche Vorgänge innerhalb der Batterie. So können sich beispielsweise Dendriten aufgrund von Überladung, Überentladung, Verunreinigungen oder Staub während des Herstellungsprozesses der Batterie bilden. Mit der Zeit können diese Dendriten den Separator der Batterie durchlöchern und zu Mikrokurzschlüssen führen. Thermisches Durchgehen ist eine Folge der bei diesem Prozess freigesetzten elektrischen Energie, die eine erhebliche Wärmeentwicklung verursacht und chemische Reaktionen auslöst.
Hohe Außentemperaturen: Hohe Temperaturen können in Lithiumbatterien aufgrund ihrer inneren Struktur Zersetzungsreaktionen auslösen. Die Elektrolyte der Batterie reagieren mit den positiven und negativen Elektroden, und wenn die Batterieseparatoren schmelzen und sich zersetzen, können verschiedene Reaktionen erhebliche Wärme freisetzen. Die kumulativen Auswirkungen dieser Reaktionen können zu einem internen Kurzschluss führen, der die Wärmeentwicklung weiter erhöht. Dies kann zum Reißen der explosionssicheren Membran der Batteriezelle, zur Freisetzung von Elektrolyten und zur Gefahr von Verbrennungen und Bränden führen.
3. Ternäre Lithium- und Lithiumeisenphosphat-Hochtemperatursicherheit
Ternäres Lithium: Ternäre Lithiumbatterien weisen eine beeindruckende Energiedichte auf und werden häufig für Anwendungen gewählt, die eine hohe Leistung und eine lange Nutzungsdauer erfordern. Diese Batterien werden jedoch bei Temperaturen über 180 Grad Celsius problematisch. Bei diesen hohen Temperaturen beginnt sich die ternäre positive Elektrode zu zersetzen und eine beträchtliche Menge an Sauerstoff freizusetzen. Dies führt zu einer Oxidationsreaktion mit dem Lösungsmittel, wodurch das Batteriegehäuse anschwillt, Wärme freisetzt und möglicherweise Rauch entwickelt. Sobald diese Kettenreaktion in Gang gesetzt ist, wird es schwierig, das Feuer zu unterdrücken. Selbst wenn ein Feuerlöscher eingesetzt wird, kann die Batterie weiterhin thermisch durchgehen, bis ihre Energie aufgebraucht ist.
Lithium-Eisen-Phosphat: Lithium-Eisenphosphat-Batterien hingegen sind für ihre außergewöhnliche thermische Stabilität bekannt. Sie zersetzen sich selbst bei hohen Temperaturen oder Überladung nicht ohne weiteres. Im Allgemeinen zersetzt sich die positive Elektrode dieser Batterien nur, wenn sie sehr hohen Temperaturen ausgesetzt wird (etwa 700-800 Grad Celsius). Wichtig ist, dass sie selbst unter solch extremen Hitzebedingungen keine nennenswerten Mengen an Sauerstoff freisetzen. Daher sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien weniger anfällig für heftige Verbrennungen und bieten mehr Sicherheit.
Während ternäre Lithiumbatterien häufig in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen es auf hohe Energiedichte und lang anhaltende Leistung ankommt, werden Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Situationen bevorzugt, in denen Stabilität und Sicherheit von größter Bedeutung sind. So profitieren beispielsweise Wohnmobile von den Sicherheitsmerkmalen von Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
4. das Löschen von Bränden von Lithiumbatterien
Neben dem Wissen um die Ursachen von Lithiumbatteriebränden ist es auch wichtig zu wissen, wie man sie löschen kann. Die Verwendung von Trockenpulver-Feuerlöschern allein reicht möglicherweise nicht aus, da diese Brände von innen heraus brennen. Sie können zwar Oberflächenbrände bekämpfen, aber die Temperatur im Inneren der Batterie bleibt hoch brennbar und kann sich schnell wieder entzünden.
Wasser ist aufgrund seiner Durchlässigkeit und seiner kühlenden Eigenschaften eine wirksame Lösung zum Löschen dieser Brände. Bei internen Bränden ist es wichtig, die Batterie schnell mit einer großen Menge Wasser zu spülen und weiter zu spülen, um die Wärme abzuführen und eine erneute Entzündung zu verhindern. Wasser ist in dieser Hinsicht sehr effektiv.
Außerdem kann Sand auch zum Löschen von Bränden von Lithiumbatterien und zur Isolierung von Sauerstoff verwendet werden.
Wenn Sie weitere Fragen haben oder zusätzliche Informationen über Lithiumbatterien oder verwandte Themen benötigen, zögern Sie bitte nicht, uns per E-Mail zu kontaktieren. howard@sylonsolar.com. Wir bieten Ihnen umfassende Einblicke und Unterstützung.
