Техника безопасности при работе с АКБ
- Возможные риски и принимаемые меры
- Правила эксплуатации АКБ
- Потенциальные риски при использовании Li-ion батарей
- Возможные последствия
- Как действовать в нештатных ситуациях
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
30A10S.jpg)
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:
- 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.
- 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.
- Нужно беречь элементы питания от механических повреждений: прокалывания, сверления, разборки, разгерметизации, сдавливания, деформации и других действий, способных повредить герметизирующую оболочку.
- Нельзя допускать короткого замыкания элементов, погружать их в жидкие среды или подвергать воздействию огня.
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.- 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.
- Нельзя оставлять аккумуляторы под действием прямых солнечных лучей, возле отопительных приборов и источников открытого огня.
- Нельзя оставлять Li-ion аккумуляторы в приборах, подверженных нагреву. Например, внутри фонарика, лежащего под летним солнцем.
- 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).
- Недопустимо заряжать или использовать элементы питания с подозрением на неисправность, признаками деформаций или нарушения целостности. Вздутые, потекшие или проколотые аккумуляторы нужно утилизировать.
- При создании батарей желательно применять точечную сварку, т.к. при использовании паяльника высок риск перегрева ячеек.
- 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:
- 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.
- При повреждении герметизирующей оболочки АКБ и вытекании электролита – поместить батарею в ведро или другую емкость и добавить сухой песок.
- 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.
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.- При активном газообразовании и задымлении помещения – покинуть его.
- При попадании дыма в дыхательные пути, что обычно сопровождается кашлем или другими симптомами раздражения, – обратиться к врачу.
- 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.
