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

42 YANGIN ve GÜVENLİK • Kasım-Aralık / 2023 sonra emniyet valfi üzerindeki T6 ve T7 sıcaklıkları hızla yükselmiş ve önemli ölçüde dalgalanmıştır, bunun nedeni emniyet valfinden sıcak dumanın fışkırmasıdır. T6 ve T7’nin tepe noktaları sırasıyla 600 °C ve 592 °C olmuştur. Şiddetli sıcak duman püskürtüldüğünde, sıcaklık keskin bir şekilde düşmüştür. 932 sn.’de hücre yanmaya başlamış ve emniyet valfinin üzerindeki sıcaklık tekrar yükselmiştir. Bu arada, aleve maruz kalan termokupl nedeniyle T5’te deneysel olguya karşılık gelen geçici bir artış olmuştur. Söndürme maddeleri ile Durum 2,3 ve 4’te LIB’nin sıcaklık ve voltaj tepkisi benzerdir. Durum 4, Şekil 7’de gösterildiği gibi örnek olarak alınmıştır. Güvenlik hava- landırması ve ısıtma plakası tarafından indüklenen voltaj düşüşü neredeyse aynı anda meydana gelmiştir. Güvenlik havalandırmasından yaklaşık 7 sn. sonra söndürücü madde serbest bırakılmıştır. Ancak, başlangıçta hücrenin şiddetli ve kontrol edilemeyen iç ekzotermik reaksiyonlarına kıyasla su sisinin etkisinin az olması nedeniyle LIB sıcaklıkları yine de Durum 1’de gözlemlendiği gibi hızla yükselmiştir. Bu süre zarfında, su sisi tarafından emilen ısı, LIB’den salınan ısıdan daha azdı. Su sisinin sürekli salınmasıyla, haznenin boşluğu damlacıklarla doldu ve su sisi tarafından alınan ısı artarken, LIB içindeki ekzotermik reaksiyonlar düzleşti. Son olarak 665 sn.’de, LIB’den salınan ısı su sisi tarafından emilen ısıdan daha azdı ve T1, T3, ve T4 sıcaklıkları 25-120 °C arasında önemli ölçüde düşmüştür. T1 ve T4 doğrudan su sisi tarafından etkilenebilirken, T3 akan su tarafından etkilenebilmektedir. Ancak, T1, T3 ve T4’ün sıcaklıkları söndürücü madde tükenir tükenmez tekrardan yükselmiştir. T1 ve T5’in sıcaklıkları Şekil 7 (a)’da gösterildiği gibi 427- 538 °C aralığında zirveye ulaşmıştır ve bu sıcaklıklar Durum 1’dekindne çok daha düşüktür. Ayrıca, T6 VET7 sıcaklıkları daha yüksek bir artış göstermemiş, fakat söndürücü madde serbest bırakıldığı anda önemli ölçüde düşmüştür, bu izle- nim Durum 1’den farklıdır. Bunun nedeni Şekil 7 (b)’de gösterildiği gibi su sisi tarafından bastırılan alevdir. Su sisi emniyet valfinden çıkan sıcak dumanın sıcaklığını etkili bir şekilde düşürmüştür. Özetle, LIB yüzey sıcaklığı bir su sisi gibi söndürücü maddeler kullanılarak soğutabilir, böylece batarya modü- lünün üst kısmındaki sıcak dumandan kaynaklanan hasarı önlemek için LIB’nin üzerindeki sıcaklık da düşürülebilir. 2.3. Farklı söndürme maddelerinin etkinliğinin bastırılması Söndürme ve soğutma etkileri, söndürme maddesinin bastırma etkinliğini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek için kullanılabilir. Bu karakteristik sıcaklık tepkileri, ayırt etme ve soğutma etkilerini yansıtacak şekilde karşılaştırıl- Şekil 6’da şunları göstermektedir. Durum 1’de söndü- rücü maddeler olmadan LIB’nin sıcaklık ve voltaj tepkisi göstermektedir. Hücre yüzey sıcaklığının başlangıçta yavaşça yükseldiği görülebilir. Isıtma plakası ısıyı termal radyasyon ve iletim yoluyla LIB’ye aktararak sıcaklığın yükselmesine neden olmuştur. Yükselen sıcaklık, LIB içinde katı elektrolit yüzeyi (SEI) ayrışması, elektrot malzemeleri ve elektrolit arasındaki reaksiyon ve ayırıcı erimesi gibi ekzotermik reak- siyonları teşvik etmiştir. LIB yüzey sıcaklığı 859 sn.’de kritik bir sıcaklığa (yaklaşık 101-151 °C) ulaştığında, güvenlik havalandırması meydana gelir. Termal kaçak, Şekil 6 (b)’de gösterildiği gibi güvenlik havalandırılmasından yaklaşık 7 sn. sonra tetiklenmiş ve LIB yüzey sıcaklığı aynı anda artmıştır. T1-T5’in LIB yüzey sıcaklığı profilleri aynı eğilime sahip- tir ve LIB kabuğu iyi termal iletkenliğe sahip alüminyum alaşımından yapıldığı için sıcaklık 587-610 °C aralığında zirveye ulaşmıştır. Yaklaşık aynı zamanda, Şekil 6 (a)’da gösterildiği gibi, hücrenin voltajı anlık olarak 4,2 V’tan 0 V’a düşmüştür. Bunun başlıca nedeni LIB’nin iç yapısal bütünlüğünün bozulmasıdır. Emniyet havalandırmasından Şekil 2. Deney Düzeneğinin İç Bileşenlerini Gösteren Çizim Şekil 3. LIB yüzeyindeki ve üstündeki Termokuplların Konumlarının Şeması MAKALE