Yangın ve Güvenlik Dergisi 243. Sayı (Kasım-Aralık 2023)

41 YANGIN ve GÜVENLİK • Kasım-Aralık / 2023 Şekil 5’te LIB’nin farklı söndürme maddeleriyle sön- dürülme süreci gösterilmektedir. Tüm durumlarda güven- lik havalandırmasından önce LIB’nin davranışları benzer olduğundan Şekil 5’te sadece söndürme süreci karşılaştırıl- mıştır. Şekil 5 (1) ve (2)’de gösterildiği gibi LIB yangınını söndürmek için durum 2 ve 3’te sırasıyla CO2 ve HFC- 227ea kullanılmıştır. Güvenlik menfezinden püsküren yanıcı gazlar tutuşmamış ve jet yangını da oluşmamıştır. Hem CO2 hem de HFC227ea LIB yangınını bastırabilmiştir. Bununla birlikte, söndürme maddesinin salınması sırasında LIB’nin negatif tırnağının yakınında alev gözlemlenmiştir; bu alev, elektrolitin ve negatif tırnağın etrafındaki yanıcı plastik malzemenin yanmasıyla ortaya çıkmış olabilir. Alev, söndürücü madde serbest bırakılmadan önce kaybolmuştur. Durum 2 ve 3’te yangının tamamen söndürülmesi 30 sn. ve 22 sn. sürmüştür. Bu nedenle, CO2 ve HFC-227ea’nın etkinliği sınırlıdır ancak HFC-227ea CO2’den daha iyidir. Durum 4’te kullanılan su sisi Şekil 5 (3)’e gösterildiği gibi güvenlik havalandırılmasından sonra LIB içine püskürtül- müştür. Damlacıklar emniyet valfinden çıkan sıcak dumanla karşılaştığında, damlacıklar buharlaşarak su buharına dönüş ve 1700 kattan daha hızlı bir şekilde genişledi, bu da Şekil 5 (3-b)’de gösterildiği gibi LIB’nin etrafındaki boşluğu hemen doldurdu. Su buharı boşaltıldığında, Şekil 5 (3-c)’de gösteril- diği gibi LIB’nin sıcaklığı hala yüksekti. Ancak Durum 4’te alev ortaya çıkmamıştır. Su sisinin söndürme süresi 0 sn’dir. Sonuçlar, üç söndürücü maddenin termal kaçağı tetikle- diğinde hücrenin yoğun yanmasını engelleyebileceğini gös- termektedir. Bunlar arasında 2. ve 3. Durumlarda söndürücü maddelerin püskürtülmesi sırasında LIB hala yanmaya devam ederken, 4. Durumda yanma olmamıştır. Bu, su sisinin alev üretimini etkili bir şekilde engelleyebildiğini ve yangını sön- dürdükten sonra hücrenin yeniden tutuşmasını önlediğini göstermektedir. Yanma, 2. ve 3. Durumlarda söndürücü maddelerin püskürtülmesi sırasında ortaya çıkmıştır, bu da CO2 ve HFC-227ea’nın LIB yangınını söndürme kabiliyeti- nin sınırlı olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak, CO2, HFC-227ea ve su sisi gibi söndürme maddeleri püskürtülme- sinden sonra, gergin yanma engellenmiştir. Ardından, büyük miktarlarda söndürücü madde boşluğu doldurarak yanıcı gazların konsantrasyonunu azaltmıştır. Bu nedenle, LIB’nin termal kaçak tehlikesi azalmış ve LIB yangını bastırılmıştır. 2.2. Termal kaçak ve söndürme işlemi sırasında LIB’nin sıcaklık tepkileri LIB’nin artan iç reaksiyon hızı, termal kaçak tanımına göre LIB sıcaklığında bir artışa yol açar. Dolayısıyla LIB’nin sıcaklığı, termal kaçak sırasında LIB özelliklerini yansıtan önemli bir sinyaldir. nılmıştır. Termokulpların konumlarının şematik görüntüsü Şekil 3’te verilmiştir. LIB uzun yüzeyindeki sıcaklıklar (T lf ) 1-3 numaralı TC tarafından izlenmiştir. 1-3 numaralı TC'ler LIB uzun yüzeyi boyunca çapraz olarak düzenlenmiştir, bu da Tlf ’yi daha kapsamlı bir şekilde izlenmesini sağlamaktadır. Hücrenin yan yüzey sıcaklığı (T sf ) 5 numaralı TC tarafın- dan izlenmiştir. Hücrenin üst üst yüzey sıcaklığı (T uf ), anot sekmesinin yanında, 4 numaralı TC tarafından izlenmiştir. Ayrıca 6 ve 7 numaralı TC’ler test sırasında alev ve sıcaklık- larını izlemek için güvenlik menfezinin 500 mm ve 100 mm yukarısına yerleştirilmiştir. Neware CT-4008-10V50A-NTA Batarya Test Sistemi (BTS) gerçek zamanlı LIB voltajını (V) ölçmek için bataryaya bağlanmıştır. 2. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 2.1. Termal kaçak ve LIB’nin söndürme davranışı Şekil 4, söndürücü maddeler olmadan Durum 1’deki hücrenin termal kaçak sürecini göstermektedir. Isıtma pla- kası t = 0 olarak tanımlanan deneyin başlangıcında ısınmaya başlamıştır. Zaman ilerledikçe, birbiri ardına birkaç tipik davranış gözlenmiştir. 859 sn’de emniyet valfi yüksek bir sesle kırıldı ve Şekil 4 (b)’de gösterildiği gibi LIB’den beyaz duman çıktığı görülmüştür. LIB içinde bazı reaksiyonların meydana geldiği ve gazların oluştuğu sonucuna varılabilir. LIB içinde büyük miktarda çeşitli gazların birikmesiyle basınç artmış ve güvenlik havalandırılmasına yol açmıştır. Çeşitli gazlar esas olarak H2, HF, CO, CO2, C2H4, SEI ayrışması ve elektrot malzemeleri ile elektrolit arasındaki reaksiyonlar gibi LIB içindeki bazı reaksiyonlar tarafından üretilen diğer bazı organik gazlardır. Daha sonra, duman kıvılcımlar eşliğinde beyazdan siyaha dönüştü. Şekil 4 (c) ve (d)’de gösterildiği gibi 5 sn. boyunca tüm konteyner dumanla doldu. Termak kaçak sırasında LIB’nin yüksek sıcaklığı ile birlikte haznede büyük miktarlarda yanıcı gaz birikmiştir. LIB üzerindeki yanıcı gazlar Şekil 4 (e)’de görüldüğü gibi 932 sn.’de tutuşmuştur. Elektrolit ve yanıcı gazlar yüksek sıcaklıkta emniyet valfinden sürekli olarak dışarı atıldığı için sürekli yanan bir jet ateşi oluşmuştur. Emniyet valfinden çıkan yanıcı gazlar kademeli olarak azal- dığında, jet ateşi de azalmıştır. Bundan sonra alev, Şekil 4 (f ) ve (g)’de gösterildiği gibi hücrenin ortasından negatif sekmesine doğru yavaşça hareket etmiştir. Bunun başlıca nedeni negatif sekmeye yakın yanıcı siyah plastik malzeme- lerdir (Şekil 2’de işaretlenmiştir). 1066 sn.’de, alev sönmüştür. Yanma süreci 134 saniye sürmüştür. Ancak hücre içindeki malzeme Şekil 4 (h)’de gösterildiği gibi hala yüksek sıcaklıkta kalmıştır. Özetle, LIB’nin termal kaçağı sırasında şiddetli yangın gözlemlenebilir. MAKALE