Техника безопасности при работе с АКБ

Статья обновлена: 08.10.2020

При соблюдении рекомендаций производителей и универсальных правил эксплуатации Li-ion аккумуляторы абсолютно безопасны в использовании, радуют надежностью и стабильной работой. Главное – не допускать их механического повреждения, перегрева выше +60 °C, перезаряда выше допустимой границы напряжения и разряда «в ноль».

Все требования безопасности при обслуживании аккумуляторных батарей конкретного типа перечисляются в инструкции по их эксплуатации. Предписания производителей необходимо строго соблюдать, чтобы не допустить аварийных ситуаций и преждевременного выхода АКБ из строя.

Возможные риски и принимаемые меры

Хотя Li-ion элементы питания герметичны и безопасны в использовании, при их разгерметизации и замыкании пластин возможно возгорание, при глубоком разряде – вздутие, а при перезаряде – взрыв. Поэтому пренебрегать правилами использования и хранения таких АКБ не стоит. Для отслеживания состояния Li-ion батарей предназначены BMS платы. Они контролируют напряжение на ячейках и токовые нагрузки, выравнивают уровень заряда и следят за исправностью батарей.

В случае короткого замыкания, перегрузок по току или выхода напряжения за допустимые границы BMS плата отключает батарею от питания или нагрузки. Платы защиты выполняют основную работу по поддержанию Li-ion батарей в исправном состоянии и исключении рисков при их эксплуатации. Тем не менее, пользователи также должны быть осознанными и выполнять простые требования безопасности при работе с АКБ.

Правила эксплуатации АКБ

Перечислим основные правила, которые важно соблюдать при использовании и хранении АКБ на основе лития:

1. Недопустимо использовать зарядные устройства, которые не предназначены для данного типа АКБ. Зарядка кустарным способом способна привести к поражению пользователей током, критическому нагреву, разгерметизации, возгоранию и взрыву батареи.
2. Процесс зарядки должен происходить при плюсовых температурах. После пребывания на холоде АКБ нужно выдержать несколько часов при комнатной температуре и только после этого подключать к зарядному устройству. Заряжать на морозе можно только литий-титанатные аккумуляторы.
3. Нужно беречь элементы питания от механических повреждений: прокалывания, сверления, разборки, разгерметизации, сдавливания, деформации и других действий, способных повредить герметизирующую оболочку.
4. Нельзя допускать короткого замыкания элементов, погружать их в жидкие среды или подвергать воздействию огня.
5. Хранить их нужно в сухом и прохладном месте, недоступном для детей. Уровень заряда у элементов, отправляемых на сезонное хранение, должен составлять 40–80%. Хранение полностью заряженных аккумуляторов уменьшает их рабочий ресурс, а после долгого нахождения в состоянии глубокого разряда литиевые элементы вздуваются и приходят в негодность. Внутри у них происходят необратимые химические процессы, и плата защиты в целях безопасности блокирует возможность дальнейшей зарядки.
6. Важно не допускать перегрева и охлаждения аккумуляторов. Допустимый температурный диапазон для Li-ion элементов – от −20 до +60 °C, для моделей с типом химии LiFePO4 – от −30 до +55 °C.
7. Нельзя оставлять аккумуляторы под действием прямых солнечных лучей, возле отопительных приборов и источников открытого огня.
8. Нельзя оставлять Li-ion аккумуляторы в приборах, подверженных нагреву. Например, внутри фонарика, лежащего под летним солнцем.
9. Нужно исключить вероятность перезаряда (для классических литий-ионных АКБ – выше 4,2 В на элемент) и не допускать глубокого разряда (ниже 3 В на элемент).
10. Недопустимо заряжать или использовать элементы питания с подозрением на неисправность, признаками деформаций или нарушения целостности. Вздутые, потекшие или проколотые аккумуляторы нужно утилизировать.
11. При создании батарей желательно применять точечную сварку, т.к. при использовании паяльника высок риск перегрева ячеек.
12. Аккумуляторы без защитной платы можно использовать в фонарях или других приборах с собственной защитой и для создания АКБ с общей БМС платой. В остальных случаях наличие защитной платы на аккумуляторах – обязательно.

Потенциальные риски при использовании Li-ion батарей

Несоблюдение техники безопасности при обслуживании аккумуляторных батарей, их эксплуатации или ремонте нередко приводит к плачевным последствиям. Нарушение любого из приведенных правил потенциально опасно, но наибольший риск несут в себе механические повреждения, несовместимость с зарядным устройством, перегрев, перезаряд и длительное хранение аккумуляторов в разряженном состоянии.

Если Li-ion аккумулятор вздулся, сильно греется при зарядке или утратил герметичность, его дальнейшее использование потенциально опасно. Если из элементов питания выделяется жидкость, газ или продукты распада, такие аккумуляторы подлежат незамедлительной утилизации.

В любой сомнительной ситуации лучше не рисковать и отказаться от дальнейшего использования элементов питания, которые не внушают вам доверия или, тем более, имеют явные признаки непригодности. К таким признакам относятся любые выделения компонентов, наличие деформаций, проколов, трещин, значительное повышение температуры, вздутие внешней оболочки, изменение цвета, признаки коррозии.

Возможные последствия

В случае повреждения или разгерметизации Li-ion аккумуляторы становятся потенциально опасными для здоровья людей и состояния окружающей среды. При контакте с такими ячейками и выделяемыми из них жидкостями или газами важно защитить кожу, слизистые и органы дыхания. Наибольшую опасность несут в себе аварийные ситуации с воспламенением или взрывом аккумуляторов, когда выделяется значительная энергия, и возникает риск пожара. Но такие ситуации не происходят сами по себе.

При прокалывании или другом повреждении литиевой АКБ обычно идет «белый дым». Если полить его водой, газообразование усилится, и может произойти возгорание. Аналогично ведет себя и разгерметизированный аккумулятор в условиях высокой влажности – из-за реакции лития с кислородом. Поскольку литий – щелочной металл, на воздухе он активно взаимодействует с кислородом и водяными парами, а при контакте с водой протекает бурная реакция с выделением водорода и образованием гидроксида лития.

Также возгорание возможно при прокалывании АКБ в процессе зарядки и замыкании пластин. Взорваться Li-ion аккумулятор может при перезаряде. Если заряжать вздутые аккумуляторы, они сильно греются, вздуваются еще сильнее и могут разорваться. Внешняя оболочка просто не выдержит возросшего давления.

Как действовать в нештатных ситуациях

В целях безопасности лучше не доводить литиевые АКБ до опасных состояний. Если же по какой-то причине сложилась опасная ситуация, необходимо:

1. Перед контактом с подозрительными аккумуляторами – защитить руки перчатками, тело – комбинезоном, лицо и органы дыхания – маской. Любые действия с такими элементами питания допустимо производить только в стороне от людей и легковоспламеняющихся предметов, чтобы минимизировать возможные риски.
2. При повреждении герметизирующей оболочки АКБ и вытекании электролита – поместить батарею в ведро или другую емкость и добавить сухой песок.
3. При попадании выделяющейся жидкости на кожу или слизистые – промыть их водой в течение 15 минут. После этого, если жидкость попала в глаза – обратиться к офтальмологу.
4. При возгорании литиевых аккумуляторов – не использовать воду и содержащие ее средства тушения. При контакте лития с водой происходит активное выделение водорода, и процесс усиливается. Оптимальный вариант – воспользоваться сухим песком. По возможности локализовать очаг возгорания.
5. При активном газообразовании и задымлении помещения – покинуть его.
6. При попадании дыма в дыхательные пути, что обычно сопровождается кашлем или другими симптомами раздражения, – обратиться к врачу.
7. При получении ожогов – принять меры по их обработке и обратиться к врачу.

Каждый человек, пользующийся литиевыми аккумуляторами, должен знать о возможных рисках и своих действиях в нештатных ситуациях. Но руководствуясь здравым смыслом, лучше не допускать таких ситуаций. Для этого достаточно соблюдать правила эксплуатации Li-ion элементов, своевременно утилизировать вышедшие из строя аккумуляторы и не проводить рискованных экспериментов с ними.

Читайте в нашей предыдущей статье об аккумуляторах нового поколения – литий-титанатных.