Bezpieczne składowanie akumulatorów litowo-jonowych
Akumulatory litowo-jonowe to stosunkowo młoda technologia. Ale od czasu jej wprowadzenia na początku lat 90-tych odcisnęła ona trwałe piętno na rynku akumulatorów i stopniowo wyparła starsze technologie. Dzisiaj trudno już sobie wyobrazić naszą codzienność bez akumulatorów litowych, i to nie bez powodu: są one szczególnie małe i efektywne, a przez to interesujące w wielu zastosowaniach. Nie tylko smartfony i tablety czerpią energię z ogniw litowych, bo te ostatnie odgrywają ważną rolę także w dziedzinie elektro-mobilności. Zaletą akumulatorów litowych jest m.in. duża gęstość energii przy niewielkiej masie własnej i szybkie ładowanie. Ale ten medal ma też odwrotną stronę: wciąż słyszy się o niebezpiecznych incydentach w związku z akumulatorami litowymi. W 2017 r. na czołówkach gazet znalazł się pożar parkingu piętrowego w Hanowerze, do którego doszło za sprawą akumulatora roweru elektrycznego. W 2018 r. w Hamburgu zginął człowiek w eksplozji ładowarki do akumulatorów. Nie ma wątpliwości, że wybuchy i pożary akumulatorów litowo-jonowych mogą mieć katastrofalne skutki, powodować duże szkody materialne, a w najgorszym razie śmierć osób. Dlatego nie tylko przed osobami prywatnymi, ale głównie przed zakładami pracy staje palące pytanie o jak najbezpieczniejsze posługiwanie się tym sprzętem i jego składowanie. Jest bowiem faktem, że Kodeks Pracy (Dział X Bezpieczeństwo i higiena pracy) zobowiązuje pracodawcę do określenia i oceny zagrożeń oraz do podjęcia stosownych środków zaradczych.
Sposób działania akumulatora litowo-jonowego
W ocenie zagrożeń powodowanych przez akumulatory litowe bardzo pomocna może być znajomość sposobu ich działania. Ważna informacja: nie istnieje „ten jeden” akumulator litowy. Istnieje natomiast wiele różnych systemów akumulacji energii, w których wykorzystuje się lit w formie czystej lub związanej. Zasadniczo wyróżnia się ogniwa litowo-jonowe pierwotne (nieładowalne) i wtórne (ładowalne). Potocznie te pierwsze nazywane są bateriami, te drugie zaś akumulatorami litowo-jonowymi.
Akumulator składa się zależnie od swojej pojemności z kilku ogniw. Każde ogniwo litowo-jonowe składa się z elektrody dodatniej i ujemnej, anody i katody. Między nimi znajduje się elektrolit przewodzący jony. Gwarantuje on transport jonów litu między elektrodami w czasie ładowania lub rozładowywania. Najbardziej znaną formą akumulatorów litowo-jonowych są takie, w których stosowany jest ciekły elektrolit. Innym ważnym elementem jest separator. Uniemożliwia on bezpośredni kontakt między anodą i katodą zapobiegając w ten sposób zwarciu. Przy rozładowywaniu akumulatora po stronie anody oddawane są jony litu i elektrony. Elektrony przepływają przez zewnętrzny obwód i wykonują pracę elektryczną. Jednocześnie jony litu wędrują przez ciekły elektrolit i separator do katody. Przy ładowaniu proces ten przebiega w odwrotnym kierunku.
Zależnie od systemu budowa akumulatora litowo-jonowego i zastosowane materiały mogą być różne. W akumulatorze litowo-polimerowym elektrolit jest związany w sieci molekularnej folii polimerowej. Dzięki temu można zrezygnować z oddzielnego separatora. Akumulatory litowo-polimerowe mogą oddawać tylko niewielką ilość prądu przy rozładowywaniu. Folia polimerowa pozwala jednak nadawać akumulatorom płaską formę, przez co znajdują one zastosowanie przede wszystkim w telefonach komórkowych i laptopach. Ogniwo litowe cienkowarstwowe to akumulator, w którym elektrolit został zastąpiony przez gaz przewodzący jony. Umożliwia to zastosowanie metalicznego litu, a tym samym uzyskanie ekstremalnie dużej gęstości energii. Technika ta jest obecnie ważnym obiektem zainteresowania w badaniach nad akumulatorami litowymi.
Właściwości chemiczne
O ile w niektórych europejskich krajach traktuje się akumulatory litowo-jonowe zgodnie z rozporządzeniem REACH jako wyroby, to amerykańska inspekcja pracy (OSHA) klasyfikuje akumulatory jako mieszaniny. Praktyka pokazuje, że wiele przedsiębiorstw także bez prawnego obowiązku sporządza i udostępnia dla akumulatorów litowych karty charakterystyki. Zawierają one z reguły cenne wskazówki dotyczące składowania akumulatorów i ich obsługi. Ale także w kwestii składu chemicznego często znajdują się tam dane, pozwalające wnioskować o stopniu niebezpieczeństwa. Zasadniczo akumulator litowy można podzielić na anodę, ciekły elektrolit i katodę.
Jako materiał anody stosowany jest z reguły grafit (C), który zgodnie z rozporządzeniem CLP nie podlega obowiązkowi oznaczania.
Katoda z kolei wykonywana jest z wielu różnych materiałów. Dokładny skład materiału katody wpływa w istotnej mierze na takie właściwości, jak trwałość, czas ładowania i wydajność akumulatora. Do wyrobu katody stosowane jest często żelazo, mangan, kobalt lub nikiel.
Ciekły elektrolit składa się z rozpuszczalnika organicznego i przewodzącej prąd soli. O ile możliwych rozpuszczalników jest bardzo wiele, to w charakterze soli przewodzącej prąd stosowany jest niemal wyłącznie heksafluorofosforan litu (LiPF6).
Ciekły elektrolit = rozpuszczalnik organiczny + sól przewodząca prąd (LiPF6)
Dokładny skład chemiczny danej mieszaniny rozpuszczalników, jest z reguły tajemnicą producenta. Przejrzenie różnych kart danych pozwala jednak uzyskać orientację w stosowanych składnikach. Temperatury zapłonu składników rozpuszczalników mieszczą się w przedziale od +160°C do poniżej 0°C w niektórych przypadkach. Wyjaśnia to niestabilność termiczną akumulatora litowego.
W soli przewodzącej zawarty jest m.in. fluor (F). Uwalniający się kwas fluorowodorowy (HF) w postaci niestężonej może w przypadku awarii akumulatora litowego spowodować różne zagrożenia.
Artykuły powiązane
Informacje specjalistyczne na tej stronie zostały starannie opracowane zgodnie z naszą najlepszą wiedzą. DENIOS Sp. z o.o. nie może jednak udzielić żadnej gwarancji ani przyjąć odpowiedzialności za aktualność, kompletność i poprawność zarówno wobec czytelnika, jak i osób trzecich. Wykorzystanie informacji i treści do celów własnych lub osób trzecich odbywa się zatem na własne ryzyko użytkownika. W każdym przypadku należy przestrzegać obowiązujących lokalnie aktów prawnych.
- Wgląd w historię zamówień
- Zapisz notatnik i koszyk
- Zapisz preferowaną metodę płatności przy następnym zakupie
Zadzwoń do nas lub wypełnij formularz, skontaktujemy się z Tobą najszybciej, jak to możliwe.