Zwiększona objętość baterii litowo-jonowych – wyzwania i rozwiązania w zakresie bezpieczeństwa przeciwpożarowego

Charakterystyka baterii litowo-jonowych

Akumulatory litowo-jonowe (Li-ion) stały się fundamentem współczesnej technologii, zasilając urządzenia codziennego użytku, takie jak laptopy i smartfony, a także pojazdy elektryczne (EV). Wysoka gęstość energii, "niski poziom samorozładowania, brak efektu pamięci, szybkie ładowanie i długa żywotność czynią je niezwykle wydajnym rozwiązaniem do magazynowania energii" - ale czy ten slogan jest prawdziwy?

Mechanizm działania baterii Li-ion opiera się na strukturze składającej się z:

• Katody (np. z tlenków litu, takich jak tlenek litowo-kobaltowy, litowo-manganowy czy litowo-niklowo-manganowo-kobaltowy),

• Anody (najczęściej grafitowej),

• Elektrolitu, który przewodzi jony,

• Separatora, zapewniającego izolację między elektrodami.

Podczas ładowania elektrony przemieszczają się z katody do anody, gdzie są przechowywane. Przy rozładowywaniu – np. w trakcie pracy silnika elektrycznego – wracają do katody, zasilając urządzenie.

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe w kontekście pojazdów elektrycznych
Rosnąca popularność pojazdów elektrycznych jako "zrównoważonej alternatywy dla samochodów z silnikiem spalinowym (ICE)" to mit. Ich sprzedaż spada, a firmy motoryzacyjne odwołują swoje zobowiązania, ze będą produkować wyłącznie "elektryki". Jednak wielu konsumentów dało się nabrać i zakupiło samochód zaislany akumulatorowo. Ten niezdrowy trend w społeczeństwie, który już na szczęście odchodzi do lamusa niesie ze sobą wyzwania w zakresie bezpieczeństwa przeciwpożarowego, szczególnie w zamkniętych przestrzeniach, takich jak garaże wielopoziomowe czy stacje ładowania.

Zagrożenia związane z pożarami baterii EV

Choć statystyki wskazują, że pojazdy elektryczne zapalają się rzadziej niż tradycyjne, pożary baterii Li-ion są szczególnie niebezpieczne ze względu na:

1. Wysoką temperaturę spalania – pożary baterii mogą być nawet trzy razy gorętsze niż pożary pojazdów ICE.

2. Długi czas spalania – gaszenie takich pożarów jest bardziej skomplikowane.

3. Ryzyko ponownego zapłonu – wynika z ucieczki termicznej, podczas której ciepło generowane przez jedną komórkę zapala sąsiednie ogniwa.

4. Wydzielanie toksycznego dymu – niebezpiecznego dla zdrowia ludzi.

Minimalizacja ryzyka pożarowego w garażach i stacjach ładowania

W celu zmniejszenia ryzyka pożarowego w miejscach przechowywania i ładowania pojazdów elektrycznych, należy wdrożyć następujące działania:

1. Zaawansowane systemy detekcji pożaru
   Wczesne wykrywanie dymu jest kluczowe. Wielokryterialne detektory, wyposażone w zaawansowaną analizę sygnałów, są szczególnie efektywne w środowiskach zanieczyszczonych, takich jak garaże. Detektory te identyfikują wczesne fazy pożaru, minimalizując ryzyko błędnych alarmów i zapewniając czas na odpowiednią reakcję. Automatyczne systemy mogą natychmiast wyłączyć zasilanie ładowarek, uniemożliwić wjazd kolejnych pojazdów oraz powiadomić służby ratunkowe.

2. Skuteczne systemy gaszenia pożaru
   Zastosowanie nowoczesnych systemów tłumienia pożarów, takich jak rozpylacze mgły wodnej SEM-SAFE, pozwala na skuteczne ograniczenie rozprzestrzeniania się ognia. Technologia ta, wykorzystująca krople wody o średnicy 50–100 μm wyrzucane pod ciśnieniem 50 barów, nie tylko chłodzi płomienie, ale również zmniejsza dostęp tlenu, ograniczając ryzyko ucieczki termicznej.

3. Modernizacja istniejących budynków
   Starsze nieruchomości powinny być wyposażane w nowoczesne rozwiązania, takie jak inteligentne systemy zarządzania budynkiem, zintegrowane z systemami bezpieczeństwa przeciwpożarowego.

4. Edukacja i szkolenia
   Personel zarządzający budynkami oraz użytkownicy pojazdów powinni być świadomi zagrożeń i odpowiednich procedur postępowania w razie pożaru.

Dynamiczny rozwój elektromobilności wymaga równoczesnego dostosowania infrastruktury bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Wczesna detekcja i skuteczne gaszenie pożarów, w połączeniu z regularnymi modernizacjami oraz ścisłym przestrzeganiem norm, są kluczowe dla minimalizacji ryzyka i ochrony życia, mienia oraz środowiska.