بطاريات ليثيوم أيون (ليثيوم أيون) لقد أحدثوا ثورة في الطريقة التي نتعامل بها المركبات الكهربائيةيوفر كثافة طاقة عالية وأداءً طويل الأمد. لضمان موثوقية وأمان لا مثيل لهما، اختر حلول بطاريات الليثيوم المتقدمة من HIITIOومع ذلك، وعلى الرغم من مزاياها العديدة، هناك حالات انفجرت فيها هذه البطاريات أو اشتعلت فيها النيران.
في هذه المدونة، سنستكشف الأسباب الرئيسية التي قد تؤدي إلى انفجار بطاريات الليثيوم في السيارة أو اشتعالها، بالإضافة إلى العوامل التي تساهم في هذه الأحداث الخطيرة.
اقرأ أيضا:
أفضل 10 مصنعي بطاريات الليثيوم في الصين
أفضل 5 علامات تجارية لموصلات التيار المستمر عالية الجهد في الولايات المتحدة
كيفية تخصيص وحدة BDU/PDU؟ دليل موجز
1. الإفراط في الشحن: السبب الشائع
يحدث الشحن الزائد عندما تتجاوز بطارية الليثيوم حد الجهد المحدد لها. تستخدم معظم السيارات الكهربائية نظام إدارة البطارية (BMS) لمراقبة حالة شحن البطارية ومنع الشحن الزائد. مع ذلك، في بعض الحالات، قد يؤدي عطل في نظام إدارة البطارية (BMS) أو الشاحن المعيب إلى تجاوز البطارية نطاق جهدها الآمن، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها، وتسرب حراري، واحتمال نشوب حرائق.
مصدر الصورة: https://www.captaincookelectrical.com.au/electrical-blog/
عند الشحن الزائد، تتعرض بطاريات الليثيوم لزيادة في الضغط الداخلي ودرجة الحرارةقد يؤدي هذا إلى تلف العازل (المادة التي تفصل الأقطاب الموجبة والسالبة)، مما يؤدي إلى ماس كهربائي. في هذه الحالة، قد يشتعل إلكتروليت البطارية، مما يؤدي إلى حريق أو حتى انفجار.
اجراءات وقائية
لتقليل خطر الشحن الزائد، يُصمّم المصنعون بطاريات مزودة بدوائر وأنظمة حماية تقطع الشحن عند وصول البطارية إلى أقصى جهد لها. كما أن الصيانة الدورية والفحص الدوري لأجهزة الشحن يُقلّلان من هذا الخطر.
2. ماس كهربائي في البطارية
ماس كهربائي يحدث هذا عندما تتلامس الأقطاب الموجبة والسالبة داخل البطارية مباشرةً، متجاوزةً بذلك المقاومة العادية. قد يحدث هذا نتيجةً لعوامل متعددة، مثل: الضرر المادي للبطارية أو عيوب التصنيع الداخليةعندما يحدث ماس كهربائي، فإنه يمكن أن يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة، مما قد يتسبب في نشوب حريق أو انفجار.
مصدر الصورة: https://cmbatteries.com/understanding-the-short-circuit-of-lifepo4-battery-packs/
ماس كهربائى داخلي
دوائر قصر داخلية عادةً ما تحدث هذه السخونة نتيجة عطل في الفاصل، أو عند تحرك الأقطاب الكهربائية نتيجة تآكل البطارية، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو تلف مادي. قد يؤدي هذا إلى تدفق تيار عالٍ، مما يُولّد حرارة، وقد يُسبب هروبًا حراريًا.
ماس كهربائى خارجي
تحدث دارة قصر خارجية عند تعرض البطارية لظروف مثل التوصيل المباشر بالمعدن، مما يؤدي إلى مسار ذي مقاومة منخفضة لتدفق الكهرباء. قد يحدث هذا في حالة تعرض البطارية لحادث تالف أو مثقوب.
اجراءات وقائية
يُعدّ ضبط الجودة أثناء عملية التصنيع أمرًا بالغ الأهمية لتقليل العيوب الداخلية. كما أن استخدام أغلفة واقية وضمان عزل أطراف البطارية بشكل صحيح يمنع حدوث قصر كهربائي خارجي.
3. الهروب الحراري
الانفلات الحراري هو عملية ترتفع فيها درجة الحرارة الداخلية للبطارية بشكل لا يمكن السيطرة عليه، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات التي تُولّد المزيد من الحرارة. بمجرد بدء الانفلات الحراري، يصبح التحكم فيه أكثر صعوبة. وهذا أحد أكثر الأسباب شيوعًا لانفجار أو اشتعال بطاريات الليثيوم.
مصدر الصورة: https://www.batterytechonline.com/testing-safety/
الشحن الزائد، والتلف المادي، وعيوب التصنيع كلها عوامل قد تؤدي إلى خلل حراري. إضافةً إلى ذلك، إذا تعرضت البطارية لدرجات حرارة عالية، سواءً بسبب عوامل بيئية أو ارتفاع درجة حرارتها الداخلية، فقد تدخل في خلل حراري. عندما تتجاوز درجة حرارة البطارية حدًا معينًا، يتحلل الإلكتروليت، مُطلقًا غازات قابلة للاشتعال، مما يزيد من خطر الحريق.
اجراءات وقائية
بطاريات الليثيوم مُجهزة بأنظمة إدارة حرارية تُساعد على تبديد الحرارة ومنع ارتفاع درجة الحرارة. يُعدّ الحفاظ على البطاريات ضمن نطاق درجة حرارتها المُحدد وتجنب تعريضها لدرجات حرارة قصوى أمرًا أساسيًا لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
4. الضرر المادي للبطارية
بطاريات الليثيوم أيون حساسة للتلف المادي، وخاصةً الثقوب والسحق. في حادث سيارة أو تصادم، قد يؤدي هذا الاصطدام إلى تلف البطارية، مما يؤدي إلى قصر كهربائي داخلي، وتسرب الإلكتروليت، واحتمالية اشتعال الحرارة أو الحريق.
مصدر الصورة: https://www.shopownermag.com/ev-safety-battery-precautions-welding-considerations/
عند تلف غلاف البطارية، قد يُعرّض مكوناتها الداخلية للهواء أو الرطوبة، مما يُسبب تفاعلات كيميائية تُولّد حرارة. إذا كان الضرر شديدًا، فقد ينهار الهيكل الداخلي للبطارية، مما يُسبب ماسًا كهربائيًا أو انبعاث غازات قابلة للاشتعال.
اجراءات وقائية
صُممت المركبات الكهربائية الحديثة بأغطية بطاريات مُعززة لحمايتها من الصدمات المادية. علاوة على ذلك، تضمن الاختبارات التنظيمية، مثل اختبارات السحق والثقب، قدرة البطاريات على تحمل سيناريوهات التصادم الاعتيادية. كما أن وضع البطاريات وتركيبها بشكل آمن يقلل من خطر التلف في حالة وقوع حادث.
5. ضعف جودة التصنيع والعيوب
تُعدّ عيوب التصنيع مصدر قلق كبير في صناعة بطاريات الليثيوم. في بعض الحالات، قد تحتوي البطارية سيئة التصنيع على شوائب أو عيوب في الفاصل أو الإلكتروليت أو الأقطاب الكهربائية، مما قد يؤدي إلى قصر في الدوائر الكهربائية الداخلية أو خلل حراري. على سبيل المثال، قد تُشكّل البطاريات ذات الأقطاب الكهربائية غير الموزعة بالتساوي نقاطًا ساخنة قد تؤدي إلى ارتفاع خطير في درجة الحرارة.
مصدر الصورة: https://ohsonline.com/Articles/2024/10/11/Mitigating-the-Risk-Factors/
عندما تحتوي البطارية على عيوب تصنيع، فقد لا تعمل كما هو متوقع. قد تؤدي الخلايا المعيبة إلى اختلالات في حزمة البطارية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة خلية أو أكثر، مما قد يؤدي في النهاية إلى نشوب حريق. في حالات نادرة، قد تزيد المواد غير المطابقة للمواصفات من احتمالية حدوث تفاعلات كيميائية تُسهم في نشوب حرائق أو انفجارات.
اجراءات وقائية
لمنع عيوب التصنيع، شركات مثل HIITIO يتبنون إجراءات صارمة لمراقبة الجودة خلال عمليات الإنتاج. يُعدّ الاختبار والمراقبة الدقيقة لكل خلية بطارية أمرًا بالغ الأهمية لضمان استيفائها لمعايير السلامة. كما أن التعاون مع موردين موثوقين للمواد عالية الجودة يُسهم في تقليل مخاطر العيوب.
اكتشف المزيد عن بطاريات الليثيوم HIITIO
6. التعرض لدرجات حرارة شديدة
يمكن أن تؤثر الحرارة أو البرودة الشديدة على أداء بطارية الليثيوم وسلامتها. ففي الظروف الحارة، قد يتحلل إلكتروليت البطارية، وفي الظروف الباردة، قد تصبح البطارية أقل كفاءة وأكثر عرضة للتلف الداخلي. ويزيد كلا الحالتين من خطر نشوب حريق أو انفجار.
مصدر الصورة: https://atslab.com/specialty/es-energy-storage-batteries/
يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية وتسريع التفاعلات الكيميائية داخل الخلايا، مما يؤدي إلى خلل حراري. وعلى العكس، يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة جدًا إلى تجميد البطارية، مما قد يؤدي إلى تلف المكونات الداخلية وحدوث قصر كهربائي عند إعادة شحنها.
اجراءات وقائية
غالبًا ما تُجهَّز مجموعات البطاريات بأنظمة تنظيم حراري لضمان بقاء البطارية ضمن نطاق درجة الحرارة الأمثل. بالإضافة إلى ذلك، يُوصي المُصنِّعون بتجنب استخدام المركبات الكهربائية في الظروف القاسية أو تركيب أنظمة تدفئة وتبريد لتنظيم درجة حرارة البطارية.
7. التخلص غير السليم أو إعادة التدوير
يُعدّ التخلص غير السليم من بطاريات الليثيوم أيون أو إعادة تدويرها مصدر قلق متزايد. فإذا ثُقبت البطارية أو سُحقت أو تعرّضت للماء أثناء التخلص منها، فقد يُسبب ذلك تلفًا داخليًا أو حريقًا. إضافةً إلى ذلك، قد ينتهي المطاف بالبطاريات غير المُعاد تدويرها بشكل صحيح في مكبات النفايات، حيث قد تُسرّب مواد كيميائية خطرة أو تشتعل فيها النيران.
مصدر الصورة: https://blog.ucs.org/jessica-dunn/guiding-principles-for-ev-battery-recycling-policy/
في حال تلف البطارية نتيجة التخلص غير السليم منها، قد تتعرض مكوناتها الداخلية للتلف، مما يزيد من خطر حدوث ماس كهربائي أو تسرب حراري. كما أن إعادة التدوير غير السليمة قد تؤدي إلى انبعاث غازات قابلة للاشتعال، مما يزيد من خطر نشوب حريق.
اجراءات وقائية
تُعد خطط إعادة التدوير المناسبة وطرق التخلص منها أمرًا بالغ الأهمية لمنع تلف البطاريات والتسبب في الحرائق. ينبغي على مالكي المركبات الكهربائية اتباع إرشادات الشركة المصنعة للتخلص من البطاريات وإعادة تدويرها لضمان التخلص منها بطريقة صديقة للبيئة.
وفي الولايات المتحدة وأوروبا، أصبحت سياسات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم الخاصة بالمركبات الكهربائية أكثر صرامة بشكل تدريجي، مع التركيز على التعامل الآمن واستعادة المواد. ينص قانون حفظ الموارد واستعادتها الأمريكي (RCRA) على وجوب التزام عملية إعادة التدوير بمعايير حماية البيئة، خاصةً عند التعامل مع البطاريات التي قد تحتوي على مواد سامة. أما سياسات أوروبا، فهي أكثر تفصيلاً، لا سيما في توجيه الاتحاد الأوروبي للبطاريات، الذي يُلزم مُصنّعي البطاريات بالمشاركة في أنظمة جمع وإعادة تدوير البطاريات، وتوفير برامج "مسؤولية المُنتِج" لضمان إعادة تدوير المنتجات منتهية الصلاحية بشكل صحيح.
الخلاصة: أهمية السلامة والموثوقية
خطر الانفجار أو الحريق في بطاريات الليثيوم للسيارات ضئيل، ولكن بمجرد حدوثه، عادةً ما يكون ناتجًا عن عوامل متعددة، مثل الشحن الزائد، أو التلف المادي، أو سوء التصنيع، أو الانفلات الحراري. مع استمرار نمو صناعة السيارات الكهربائية، يُطبّق المصنعون تدابير سلامة متطورة للحد من هذه المخاطر.
اختر HIITIO لتلبية احتياجاتك من بطاريات الليثيوم
في هييتيونحن ندرك أهمية السلامة والموثوقية عندما يتعلق الأمر ببطاريات الليثيوم أيونتأتي حلول البطاريات المتطورة لدينا مزودة بأنظمة إدارة حرارية متطورة ومراقبة جودة صارمة لضمان الأداء الأمثل. بالإضافة إلى ذلك، لضمان توزيع طاقة موثوق وأداء مثالي، استكشف منتجات PDU (وحدة توزيع الطاقة) الخاصة بنا، مصممة لتلبية احتياجات الصناعات ذات الطلب العالي.
اتصل بنا اليوم لمعرفة المزيد عن كيفية HIITIO يمكننا توفير حلول البطاريات المناسبة لمشاريعكم! فريق خبرائنا جاهز لمساعدتكم في اتخاذ قرارات مدروسة وتحقيق النجاح.
