Pożar w Fabryce Akumulatorów w Korei Południowej

 Pożar w fabryce akumulatorów w Korei Południowej, w którym w poniedziałek 24 czerwca zginęły 23 osoby, podkreśla rosnącą potrzebę większej edukacji i regulacji dotyczących produkcji, przechowywania, użytkowania i utylizacji akumulatorów. Jest to również okazja do omówienia różnic między akumulatorami litowo-metalowymi a litowo-jonowymi oraz związanych z nimi zagrożeń pożarowych.

Baterie Litowo-Metalowe vs Akumulatory Litowo-Jonowe

Chociaż w doniesieniach o pożarze w Korei Południowej terminów „baterie litowe” i „baterie litowo-jonowe” używa się zamiennie, istnieją istotne różnice między tymi typami akumulatorów. Według strony internetowej Aricell, południowokoreańskiej firmy obsługującej zakład, w którym doszło do pożaru, specjalizuje się ona w „produkcji akumulatorów litowo-chlorku tionylu”. Baterie litowo-chlorkowo-tionylowe to rodzaj baterii litowo-metalowych, co sugeruje, że pożar dotyczył właśnie tych baterii, a nie litowo-jonowych.

Każdy akumulator składa się z dwóch elektrod (anody i katody) oraz elektrolitu. Anoda, czyli elektroda ujemna, uwalnia elektrony, a katoda, elektroda dodatnia, je przyjmuje. Elektrolit to materiał pomiędzy elektrodami, przez który przepływają elektrony, co generuje elektryczność.

W bateriach litowo-metalowych metaliczny lit pełni rolę anody, podczas gdy w akumulatorach litowo-jonowych nie ma metalicznego litu. Reakcje chemiczne w obu typach akumulatorów obejmują jednak dodatnio naładowane jony litu.

Kluczową różnicą między pierwotnym akumulatorem litowo-metalowym a wtórnym akumulatorem litowo-jonowym jest możliwość ich ponownego ładowania. Akumulatory litowo-jonowe można ładować, co czyni je najpowszechniejszymi w urządzeniach codziennego użytku, takich jak telefony komórkowe czy laptopy. Z kolei większość baterii litowo-metalowych nie jest ładowalna. Mają one określoną żywotność i są stosowane w urządzeniach takich jak rozruszniki serca czy zegarki na rękę.

Zagrożenia Pożarowe Związane z Akumulatorami Litowymi

Zarówno akumulatory litowo-metalowe, jak i litowo-jonowe stwarzają specyficzne zagrożenia pożarowe. W akumulatorach litowo-jonowych może wystąpić reakcja chemiczna zwana niekontrolowaną niestabilnością termiczną. W jej trakcie ogniwa akumulatora zaczynają się nagrzewać w sposób niekontrolowany, co może prowadzić do pożaru lub eksplozji. Ponieważ akumulatory te można ładować, niewłaściwe praktyki ładowania i stosowanie niskiej jakości sprzętu do ładowania zwiększają ryzyko tej reakcji.

W ostatnich latach odnotowano wiele przypadków pożarów akumulatorów litowo-jonowych. Pożary akumulatorów zasilających pojazdy elektryczne są wyzwaniem dla straży pożarnych na całym świecie, gdyż ich ugaszenie wymaga więcej czasu i wody niż pożary silników spalinowych. W Nowym Jorku doszło do setek pożarów rowerów i hulajnóg elektrycznych zasilanych akumulatorami litowo-jonowymi, co skłoniło władze do pilnego poszukiwania rozwiązań.

Zagrożenia Związane z Pożarami Akumulatorów Litowo-Metalowych

Pożary akumulatorów litowo-metalowych niosą za sobą ryzyko wytwarzania toksycznych gazów, obecności metali palnych oraz możliwości eksplozji. Choć obecność toksycznych i łatwopalnych gazów jest wspólna dla pożarów zarówno akumulatorów litowo-metalowych, jak i litowo-jonowych, obecność metali palnych w akumulatorach litowo-metalowych sprawia, że ich gaszenie jest wyjątkowo trudne. W zależności od ilości metalu, pożar może wymagać znacznych ilości środków gaśniczych klasy D.

Zagrożenia związane z akumulatorami litowo-chlorkowo-tionylowymi są dobrze udokumentowane. Zarówno metaliczny lit, jak i chlorek tionylu silnie reagują z wodą. W raporcie NASA z 1986 roku dotyczącym tych akumulatorów stwierdzono, że zagrożenia bezpieczeństwa obejmują zarówno ulatnianie się toksycznych materiałów, jak i gwałtowne eksplozje oraz pożary.

Nie jest jasne, co dokładnie spowodowało pożar w fabryce Aricell w Korei Południowej, choć wideo z incydentu pokazuje, jak pojemniki wypełnione bateriami zaczynają wydzielać biały dym, a następnie wybuchają płomieniem. Pożary w obiektach przemysłowych są częstym zjawiskiem. Według danych NFPA, w latach 2017-2021 straż pożarna w USA reagowała średnio na 36 784 pożary obiektów przemysłowych rocznie, czyli ponad 100 dziennie.

W poniedziałkowym pożarze zginęło 18 migrantów z Chin, jeden z Laosu oraz dwóch Koreańczyków. „The New York Times” donosi, że ciała znaleziono na drugim piętrze fabryki, gdzie pracownicy nie zdążyli uciec przed płomieniami i toksycznym dymem.

Nowe Standardy na Horyzoncie

Obecnie istnieją różne kodeksy i standardy dotyczące bezpieczeństwa akumulatorów, ale brak jednolitej normy. NFPA 855, opublikowana w 2019 roku, dotyczy instalacji stacjonarnych systemów magazynowania energii, a normy UL 2272 i UL 2849 dotyczą systemów elektrycznych w mikromobilności i rowerach elektrycznych.

Jednak wkrótce może się to zmienić. W zeszłym miesiącu NFPA ogłosiła, że rozważa opracowanie NFPA 800, Kodeksu bezpieczeństwa baterii, który ma zapewnić jednolite minimalne wymagania dotyczące zagrożeń pożarowych, elektrycznych i bezpieczeństwa życia związanych z akumulatorami na każdym etapie ich cyklu życia, od produkcji po utylizację.

„Zamierzamy odnosić się do istniejących powiązanych norm opracowanych przez NFPA i inne organizacje, tam gdzie ma to zastosowanie, oraz skupić się na opracowaniu wymagań tam, gdzie występują luki” – czytamy w komunikacie prasowym dotyczącym NFPA 800. „Wymagania będą obejmować pożar, eksplozję i inne niebezpieczne warunki związane z technologiami akumulatorów, występujące w całym cyklu życia akumulatora, od surowców i produkcji, przez przechowywanie, użytkowanie, aż po koniec życia”.