سلامة بطارية ليثيوم أيون: سبعة أشياء تحتاج إلى معرفتها

الحل الأكثر شيوعًا لتخزين الطاقة المحمولة هو بطاريات الليثيوم الصناعية للرافعة الشوكية - لكن المخاوف المتعلقة بالسلامة تتزايد. من السيارات الكهربائية والدراجات البخارية الكهربائية إلى الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في مجموعة واسعة من الأجهزة. ومن بين أمور أخرى، تستخدم أنظمة البطاريات الشمسية السكنية وأنظمة تخزين الطاقة على نطاق الشبكة هذه التكنولوجيا.

بطاريات الليثيوم أيون تعمل على تشغيل الأجهزة؟

في كل منزل تقريبًا في أستراليا، تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون لتشغيل مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الذكية القابلة للارتداء والدراجات الإلكترونية والدراجات البخارية الإلكترونية.

تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون أيضًا بشكل شائع في الأدوات الكهربائية ومعدات التخييم ومعدات البستنة.

تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في السيارات الكهربائية، مثل Teslas، وكذلك في نظام Powerwall الخاص بشركة Tesla، والذي يجمع الطاقة الشمسية من الألواح الشمسية الموجودة على الأسطح أو الشبكة.

تم تنشيط أكبر بطارية ليثيوم أيون في أستراليا في عام 2021 في محطة Moorabool الطرفية خارج جيلونج مباشرةً. يمكن للبطارية التي تبلغ طاقتها 300 ميجاوات، والمعروفة باسم البطارية الفيكتورية الكبيرة، توفير الطاقة لأكثر من مليون منزل لمدة 30 دقيقة في المرة الواحدة.

بطاريات الليثيوم أيون: ما هي المشاكل؟

من الممكن أن تشكل جميع أنواع البطاريات خطرًا على السلامة وتكون خطرة. على عكس بطاريات الليثيوم أيون المتوفرة اليوم، تحتوي بطاريات الليثيوم أيون عادةً على محلول إلكتروليت سائل يتم فيه إذابة أملاح الليثيوم في مذيب، مثل كربونات الإيثيلين، لتكوين أيونات الليثيوم.

تساهم أيونات الليثيوم هذه في تحسين أداء البطارية من خلال السماح للبطارية بتخزين كمية كبيرة من الطاقة في مساحة صغيرة نسبيًا، ولهذا السبب تعتبر هذه البطاريات مفيدة جدًا.

تعتبر الإلكتروليتات السائلة التي تحتوي على أيونات الليثيوم شديدة التطاير وقابلة للاشتعال، لذا فهي تشكل خطرًا كبيرًا على الحريق أو الانفجار، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة.

علاوة على ذلك، تنتج بطاريات الليثيوم أيون الحرارة كمنتج ثانوي لتوليد الطاقة.

ونتيجة لكل هذه الطاقة والحرارة، يمكن إشعال حريق محتمل في حالة تعطل البطارية بشكل خارج عن السيطرة. نتيجة لفشل بطارية الليثيوم أيون، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 400 درجة مئوية في غضون ثوانٍ، مع ارتفاع درجات حرارة الحرائق إلى أعلى من ذلك.

كما أن طبيعة حرائق بطاريات الليثيوم أيون ذاتية الاستدامة تجعلها أكثر تطايرًا من أنواع البطاريات الأخرى نظرًا لصعوبة احتوائها.

ما الذي يمكن أن يفعله الناس للتخفيف من مشاكل بطارية الليثيوم أيون؟

يعد الاستخدام والتخزين الصحيح لبطارية الليثيوم أيون أمرًا في غاية الأهمية.

لا ينصح بتعريض البطاريات لدرجات حرارة عالية، على سبيل المثال، تركها تحت أشعة الشمس المباشرة لفترات طويلة من الزمن.

يمكن أن ترتفع درجة حرارة خلايا البطارية عندما يتم شحنها بشكل زائد، وهي مشكلة أساسية أخرى.

لتجنب تلف جهازك، يُنصح دائمًا باستخدام شاحن ذو علامة تجارية حسنة السمعة، بدلاً من إصدار عام رخيص.

تتحكم أنظمة الشحن المصممة خصيصًا للبطارية التي تستخدمها في كمية الشحن الداخلة إلى الخلية وسيتم إيقاف تشغيلها عندما يتم شحنها بالكامل لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

يجب التعامل مع بطاريات الليثيوم أيون بعناية في حالة سقوطها أو ثقبها بواسطة جسم ما، لأن ذلك قد يؤدي إلى حدوث تسرب.

عندما يتم تخزين البطاريات بأمان، يمكن احتواء الحريق الناتج والتحكم فيه ومنع انتشاره بسهولة أكبر - وهو ما يمكن أن يؤدي بسرعة إلى نتائج كارثية في البيئات الصناعية.

كيف يمكن جعل بطاريات الليثيوم أيون أكثر أمانًا؟

صحيح أن حزم بطاريات الليثيوم أيون مجهزة بنظام إدارة البطارية (BMS)، الذي يحمي الخلايا ويمنع الأعطال.

في محاولة للتأكد من أن البطارية تعمل بشكل صحيح وآمن، يقوم نظام إدارة المباني بتتبع درجة الحرارة وجهد الخلية وتيار الخلية وبيانات شحن الخلية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط تجهيزات التبريد بنظام إدارة المباني لتقليل درجة حرارة العبوة إذا أصبحت ساخنة جدًا.

يجب مراقبة أنظمة إدارة البطارية للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح، حيث أن فشلها يمكن أن يؤدي بشكل غير مباشر إلى فشل بطارية الليثيوم أيون. لا تحتوي العديد من تطبيقات أيونات الليثيوم الأصغر حجمًا على نظام إدارة المباني لأن القيام بذلك ليس فعالاً من حيث التكلفة.

القليل من التعليم والتدريب الإضافي، خاصة للتجار، يمكن أن يساعد أيضًا في زيادة المعرفة والفهم فيما يتعلق بسلامة المنزل، وتقليل المخاطر والقضاء عليها قدر الإمكان.

هناك أيضًا حاجة إلى معالجة عدد من الأسئلة الأساسية المتعلقة بسلامة بطاريات الليثيوم أيون من خلال إجراء المزيد من البحث والتطوير، على الرغم من أن ذلك قد يكون مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً.