Yangın ve Güvenlik Dergisi 234. Sayı (Ekim 2022)

32 YANGIN ve GÜVENLİK • Ekim / 2022 şekilde gözden geçirilmelidir. Su, verimli bir soğutma ve bastırma maddesi olarak tanımlanır ve su sisi, lityum iyon pillerinin yangınını söndürmek için en umut verici teknik olarak kabul edilir. Lityum İyon Pillerinin Kullanıldığı Alanlar ve Yangın Nedenleri Lityum iyon piller, enerji depolama sistemleri, mobil elektronikler, elektrikli aletler, havacılık, otomotiv ve deniz- cilik uygulamaları için kanıtlanmış bir teknolojidir. Lityum iyon piller, diğer pil teknolojilerine kıyasla yüksek güç ve enerji yoğunlukları nedeniyle akademi ve endüstri- nin ilgisini çekmiştir. Lityum iyon piller enerji depolama uygulamalarında yaygın olarak kullanılmasına rağmen, hibrit elektrikli araçlarda, elektrikli araçlarda, uçaklar ve denizaltılarda kullanıldığında birincil güvenlik endi- şesi olan termal kaçak ve yangına karşı hassastırlar. Bu uygulamalarda kullanılan Lityum iyon pil sistemleri, tek bir hücredeki termal kaçakların bitişik hücrelerde termal kaçakları başlatabileceği ve sonuç olarak tüm pil sisteminin bütünlüğünü tehlikeye atabileceği çok hücreli paketler ve modüllerden oluşur. Lityum iyon pillerde termal kaçak ve yangına yol açabilecek koşullar dört kategoriye ayrılır. a- Elektriksel kötüye kullanım (aşırı şarj/deşarj): Üreticinin belirttiği şarj aralığının ötesinde aşırı şarj veya voltaj deşarjı, anot üzerinde lityum kaplama veya korozyona benzer kirliliklerin oluşumuna neden olabi- lir. Zamanla bu, ayırıcıyı delerek elektrotlar arasında kısa devreye neden olabilir ve termal kaçaklara yol açabilir. b- Termal kötüye kullanım (aşırı sıcaklık): 90-120 °C aralığındaki dahili sıcaklık, bir Lityum iyon pil sistemleri içindeki Katı-Elektrolit Arası katmanının ekzotermik olarak ayrışmasına neden olur. 200 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hidrokarbon elektrolit ayrışa- bilir ve ısıyı serbest bırakabilir. c- Mekanik suistimal (delme, sıkışma ve bükülme): Genellikle araba kazası veya kurulum sırasında Lityum iyon piller harici bir aksilikten kaynaklanan mekanik kötüye kullanım, elektrolit yoluyla elektrotlar arasında elektriksel kısa devre ile sonuçlanabilir. d- Dahili kısa devre: Ayırıcının arızalanması nedeniyle bir kısa devre oluşur ve elektrolit yoluyla katot ve anot arasında temasa izin verir. Bu, yukarıdaki kötüye kul- lanım koşullarından herhangi biri nedeniyle veya bir üretim hatasının sonucu olabilir. Bu kötüye kullanım koşullarından herhangi biri, hüc- renin iç sıcaklığında bir artışa neden olabilir ve bu da kısa devre ayrışması gibi ekzotermik reaksiyonları başlatabilir. Bunun sonucunda: I- Anot içindeki florlu bağlayıcının lityumlu karbon ile ekzotermik olarak reaksiyona girebilmesi için anotta bir koruma kaybı; II- Araya giren lityum ve elektrolit arasındaki ekzotermik reaksiyonlar veya elektrolit ile yanmayı sağlayan oksi- jeni açığa çıkaran katot ayrışması. III- Serbest bırakılan ısı, hücrenin sıcaklığını arttırır ve ekstra ısı üreten, bir ısı-sıcaklık-reaksiyon döngüsü oluşturan ek reaksiyonları başlatır. IV- Bu döngü, hücre şişmesine, hücre yırtılmasına, gaz çıkışına (bazen şiddetli) ve muhtemelen yangına neden olabilecek yüksek iç sıcaklıklar ve basınçlarla sonuçlanır. Lityum İyon Pil Yangından Korunma, Tespit ve Bastırma Hücre, pil, modül, paket, sistem ve muhafaza seviyele- rinde yangından korunma önlemleri dikkate alınmalıdır. Yangından korunma planı, akü sistemi ve bölmenin dışın- dan, sistemlerin tasarımında daha fazla komplikasyon yara- tan tehlikeleri hesaba katmalıdır. Lityum iyon pil sistem yangınlarının geleneksel ısı dedektörleri (en yavaş algılama yöntemi olduğundan bu nedenle tavsiye edilmez), duman dedektörleri ve kombine duman-ısı dedektörleri (en hızlı algılama yöntemi olduğundan tavsiye edilir) kullanılarak tespit edilebileceği gösterilmiştir. Bir yakıt ve bir oksitleyici, bir ısı kaynağına maruz kaldığında, sıcaklığı yakıt-oksitleyici karışımının parlama noktasının üzerine yükselttiğinde yangın başlar. Yangının üç unsurundan herhangi birinin kesintiye uğraması: a- Yakıtın ateşleme kaynağından izole edilmesi b- Oksijenin yakıttan izole edilmesi c- Yakıtın tutuşma sıcaklığının altına soğutulması veya yanma reaksiyonlarını kesintiye uğratmak yanmayı durdurabilir. Basınç oluşumu bir lityum iyon hücreyi kırdığında, yanıcı elektrolit serbest bırakılır, termal kaçak işlemi bir UZMAN GÖRÜŞÜ