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Riscos, causas, prevenção e resposta à explosão de baterias de lítio

Explosão de baterias de lítio: riscos, causas, prevenção e resposta

Em outubro de 2024, ocorreu uma explosão numa fábrica de reciclagem de baterias de lítio no Missouri, EUA, que suscitou uma preocupação generalizada sobre a segurança das pilhas de iões de lítio. Ao mesmo tempo, os acidentes com incêndios relacionados com as baterias de lítio também estão a aumentar em todo o mundo. Por exemplo, os incêndios com baterias de lítio na Nova Zelândia aumentaram 17% num ano.

Estes acidentes não só causaram enormes perdas económicas, como também constituíram uma séria ameaça para a vida e os bens das pessoas. Este artigo explora as causas e os riscos potenciais de explosão de pilhas de lítio em profundidade e fornecer medidas de prevenção e resposta para melhorar a sensibilização para a segurança pública.

Índice
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Análise de casos de acidentes de explosão de baterias de lítio

Explosão numa fábrica de reciclagem de baterias de lítio no Missouri, EUA

Hora: 30 de outubro de 2024
Localização: Fredericktown, Missouri, EUA
Unidade: Recuperação Mineral Crítica fábrica de reciclagem de baterias de lítio
Prejuízo: A fábrica foi completamente incendiada, as perdas económicas foram enormes e um grande número de peixes morreu no rio a jusante
Análise da causa: A fábrica de reciclagem lida com um grande número de resíduos de baterias de lítio (explorar como reciclar as pilhas de lítio), que podem ter problemas como o envelhecimento da bateria, danos ou funcionamento incorreto, causando fuga térmica e explosão.

Explosão de uma bicicleta eléctrica no distrito de Haidian, em Pequim

Tempo: outubro de 2024
Localização: Comunidade residencial no distrito de Haidian, Pequim
Prejuízo: A bicicleta eléctrica incendiou-se e explodiu, felizmente sem vítimas
Análise da causa: Pode ser causada pela qualidade não qualificada das baterias de bicicletas eléctricas, por sobrecarga (expoltre sobrecarga da bateria) ou o envelhecimento das linhas.
Os acidentes com incêndios relacionados com baterias de lítio estão a aumentar em todo o mundo

Aumento do número de incidentes com baterias de lítio na Nova Zelândia

Tempo: No ano passado
Taxa de crescimento: 17%
Análise das causas: Funcionamento inadequado durante o carregamento, o armazenamento e o manuseamento, e uma vasta gama de equipamentos envolvidos (drones, bicicletas eléctricas, automóveis, etc.).

Estes casos demonstram que os acidentes com explosões e incêndios de baterias de lítio são universais e diversificados, abrangendo múltiplas ligações, como a produção, a reciclagem e a utilização, envolvendo veículos eléctricos, eletrónica de consumo e outros equipamentos.

Análise das causas da explosão de baterias de lítio

As causas da explosão das baterias de lítio são complexas e diversas, mas, em última análise, estão todas relacionadas com a fuga térmica no interior da bateria (ver fuga térmica da bateria de iões de lítio). Eis algumas das principais razões:

As propriedades químicas da própria pilha

  • Elevada densidade energética: A densidade energética das baterias de lítio (explorar densidade energética da bateria) é muito mais elevado do que o de outras pilhas, o que significa que, quando ocorre uma fuga térmica, é libertada uma grande quantidade de energia térmica, acelerando a reação e provocando uma explosão.
  • Propriedades químicas activas: O lítio metálico tem propriedades químicas activas e é fácil de reagir com o oxigénio, a água e outras substâncias para gerar calor e gás.
  • Eletrólito orgânico inflamável: As baterias de lítio utilizam electrólitos orgânicos, que são inflamáveis e voláteis e que ardem rapidamente a altas temperaturas ou em condições de curto-circuito.

Utilização incorrecta

  • Sobrecarga: A sobrecarga provocará alterações na estrutura do material do elétrodo positivo, a decomposição do eletrólito, a produção de uma grande quantidade de gás, o aumento da pressão interna e, eventualmente, a explosão.
  • Sobrecarga: A descarga excessiva provoca reacções químicas secundárias no interior da bateria, afectando o seu desempenho e vida útil, e pode produzir gás, provocando uma explosão.
  • Funcionamento com sobreintensidade: A sobreintensidade provoca o aquecimento interno da bateria, acelera as reacções químicas secundárias e aumenta o risco de explosão.
  • Alta temperatura, baixa temperatura ou ambiente húmido: Um ambiente extremo acelera o envelhecimento da bateria e reduz a sua estabilidade e segurança.
  • Danos provocados por forças externas: As forças externas, como a extrusão e a perfuração, danificam a estrutura da bateria, provocando um curto-circuito e uma fuga térmica.
Principais causas das explosões de baterias de lítio

Defeitos de fabrico das pilhas

  • Mistura de impurezas: As impurezas misturadas durante o processo de produção podem provocar curto-circuitos internos.
  • Revestimento irregular do elétrodo: Um revestimento irregular dos eléctrodos afectará o desempenho de carga e descarga da bateria e aumentará o risco de sobreaquecimento.
  • Diafragma danificado: A membrana é um componente essencial para evitar o contacto direto entre os eléctrodos positivo e negativo. Uma danificação provocará um curto-circuito.

Outros motivos

  • Incompatibilidade do carregador: A utilização de um carregador não compatível pode causar sobrecarga ou sobreintensidade.
  • Incompatibilidade entre a célula e a placa de proteção: A incompatibilidade entre a célula e a placa de proteção pode provocar a falha da função de proteção.
  • Montagem com células de sucata de qualidade inferior: A utilização de células de qualidade inferior aumenta consideravelmente os riscos de segurança.
  • Curto-circuito interno da bateria: Quando os eléctrodos positivo e negativo da bateria estão ligados entre si num caminho anormal com uma resistência muito baixa, ou seja, quando dizemos frequentemente curto-circuito, será gerada uma corrente e um calor muito grandes no interior da bateria. O calor gerado e a libertação excessiva de energia eléctrica não só causarão sérios danos à vida útil da bateria, mas também para as baterias de lítio feitas de embalagens seladas, uma certa quantidade de pressão será gerada no interior, resultando num aumento súbito da pressão interna da bateria, e porque as propriedades químicas dos iões de lítio são muito activas, o invólucro acabará por rebentar e queimar.

Premonições de explosão de baterias de lítio

Quais são os sinais de explosões de baterias de lítio

Descobrir atempadamente os sinais de explosão de uma pilha de lítio pode permitir-nos ganhar um tempo precioso para escapar e tratar do acidente. Seguem-se alguns sinais comuns:

  • Aquecimento da bateria: A temperatura da bateria continua a aumentar, ultrapassando os 65°C e continua a aumentar.
  • Deformação da bateria: O invólucro da bateria ou célula única apresenta uma expansão e deformação óbvias (compreender o que é uma bateria inchada).
  • Fuga de electrólitos: O eletrólito da bateria vaza para o exterior através do vedante ou da junta.
  • Odor irritante: A pilha emite um odor irritante, que pode ser o gás produzido pela decomposição do eletrólito.
  • Corrente e tensão anormais: O sistema de controlo da bateria detecta flutuações anormais de corrente, tensão ou resistência interna.

Contramedidas para incêndios em baterias de lítio

Como lidar com incêndios em baterias de lítio

Utilizar corretamente os extintores de incêndio

Primeira escolha para a extinção de incêndios: A água é a primeira escolha para a eliminação de emergência de incêndios de baterias de lítio, o que pode efetivamente reduzir a temperatura da bateria e evitar a propagação da fuga térmica (explorar supressão de incêndios em baterias de lítio).

Assistido por extintores de pó seco: Os extintores de pó seco podem extinguir as chamas circundantes, mas não podem impedir eficazmente a fuga térmica das baterias de lítio.
Desligue a fonte de alimentação antes de regar: Se a bateria de lítio estiver ligada à corrente alternada e se incendiar, certifique-se de que desliga a fonte de alimentação antes de regar para evitar choques eléctricos e incêndios secundários.

Evacuação segura

  • Manter a calma: Se verificar que a pilha de lítio está a arder ou explodiu, mantenha a calma e avalie rapidamente o incêndio e o ambiente circundante.
  • Evacuação atempada: Evacuar imediatamente para um local seguro e acionar o alarme de incêndio.
  • Evitar a inalação de fumo: Cobrir a boca e o nariz com uma toalha molhada para evitar a inalação de fumo tóxico.

Medidas para evitar a explosão de pilhas de lítio

Como evitar explosões de baterias de lítio
  • Escolher produtos qualificados: Escolha pilhas de lítio produzidas por fabricantes habituais: Compre pilhas de lítio de marca e com garantia.
  • Evitar comprar produtos não qualificados: É estritamente proibido comprar veículos eléctricos e acessórios não qualificados.
  • Utilizar corretamente o carregador: Utilize o carregador original: Utilize um carregador que corresponda às especificações da bateria.
  • Evitar a sobrecarga: Desligar o carregador depois de totalmente carregado para evitar um carregamento prolongado.
  • Evitar danos provocados por forças externas: Evitar apertar e furar: Durante a utilização, evitar danos graves ou danos na bateria.
  • Evitar a exposição a temperaturas elevadas: Evite expor a bateria a ambientes com temperaturas elevadas, como num automóvel sob luz solar direta.
  • Armazenamento seguro: Evitar ambientes húmidos: Armazenar num local seco e ventilado, longe de ambientes húmidos.
  • Evitar temperaturas elevadas: Evite armazenar a bateria em ambientes com temperaturas elevadas.
  • Inspecções regulares: Verificar o aspeto da bateria: Verificar regularmente se a bateria apresenta condições anómalas, como deformações e fugas.
  • Verificar o carregador: Verificar se o carregador está a funcionar corretamente e se o fio de ligação está a envelhecer.

Precauções para uma utilização segura das bicicletas eléctricas

Para evitar os riscos de incêndio e garantir a segurança das pessoas e dos bens, os utilizadores devem respeitar rigorosamente as seguintes regras quando estacionam, carregam ou modificam bicicletas eléctricas. Os seguintes comportamentos de alto risco são estritamente proibidos:

Sem modificações não autorizadas

Não modifique as baterias, a cablagem eléctrica ou instale dispositivos adicionais, tais como sistemas áudio ou de iluminação, sem a devida autorização. Estas alterações podem facilmente conduzir a sobrecargas nos circuitos, curto-circuitos e incêndios.

Não estacionar ilegalmente

As bicicletas eléctricas não devem ser estacionadas no interior de unidades residenciais, garagens subterrâneas, caves ou semi-caves que não disponham de medidas adequadas de separação, supervisão e proteção contra incêndios. O estacionamento incorreto aumenta o risco de acidentes graves com fogo.

Precauções para uma utilização segura das bicicletas eléctricas

Sem carregamento por "fio voador

É estritamente proibido carregar bicicletas eléctricas utilizando métodos improvisados. Isto inclui passar fios através de janelas ou em áreas públicas, instalar tomadas não autorizadas ou utilizar configurações de carregamento não conformes. Estas práticas representam graves riscos de incêndio e de eletricidade.

Sem carregamento prolongado ou sem supervisão

Evite carregar o veículo durante longos períodos de tempo, especialmente durante a noite ou sem supervisão. Se a bateria ou a cablagem avariar durante este período, pode provocar um sobreaquecimento, um incêndio ou mesmo uma explosão.

Não carregar perto de materiais inflamáveis

Carregue sempre as bicicletas eléctricas longe de materiais inflamáveis ou combustíveis, tais como estruturas de madeira, isolamento de espuma, caixas de cartão, tinta e combustível. Uma única faísca ou falha da bateria pode provocar um grande incêndio.

Não carregar em áreas não autorizadas

É estritamente proibido carregar bicicletas eléctricas em áreas públicas, como átrios de edifícios, escadas, passagens de evacuação, espaços suspensos ou saídas de emergência em locais residenciais ou com muita gente. Além disso, as baterias não devem ser retiradas e levadas para dentro de casa para serem carregadas, uma vez que isso também representa sérios riscos de incêndio.

Conclusão

A explosão de pilhas de lítio é uma questão de segurança complexa que envolve múltiplos aspectos, como as caraterísticas da própria pilha, o ambiente de utilização e a qualidade de fabrico. Melhorar a sensibilização do público para os riscos de segurança das baterias de lítio, tomar medidas preventivas eficazes e dominar os métodos de resposta corretos são a chave para reduzir os acidentes com baterias de lítio. Através dos esforços conjuntos da supervisão governamental, da responsabilidade empresarial, da participação pública, etc., podemos minimizar os riscos trazidos pelas explosões de pilhas de lítio e proteger a vida e os bens das pessoas.
Imagem de Chase Wu
Chase Wu
Chase é um perito da indústria e analista independente especializado em sistemas de troca de baterias eléctricas de duas e três rodas. Os seus conhecimentos abrangem a tecnologia de baterias de iões de lítio, a infraestrutura inteligente de troca de baterias e as aplicações de mobilidade eléctrica, com um forte enfoque na implantação no mundo real, na dinâmica do mercado e no desenvolvimento da indústria a longo prazo.
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