
В настоящее время аккумуляторы литиевой химии используются практически во всей современной технике — от портативных устройств до электромобилей и зарядных станций. Их высокая энергетическая плотность, хотя и является преимуществом, также имеет свои риски. Риском таких АКБ является тепловой разгон (thermal runaway) — это неконтролируемая цепная реакция, приводящая к сильному нагреву, выделению токсичных газов, возгоранию и, в некоторых случаях, взрыву.
Учитывая потенциальную опасность любого современного аккумулятора, людям необходимо понимание различий между химическими составами и знание четких протоколов действий для сохранения своих жизней и имущества.
Проанализируем три распространённых химических состава литиевых аккумуляторов — Li-ion, Li-NMC и LiFePO4.
Литий-ионные аккумуляторы имеют высокую энергетическую плотность и в быту используются в портативной электронике, такой как телефоны и пауэрбанки, а военные применяют их для питания FPV-дронов, коптеров, БАК.
Когда внутренняя температура аккумулятора достигает около 150–200°C, катод начинает выделять значительное количество кислорода при разложении, что, соответственно, питает пожар. Характерным признаком является вздутие корпуса аккумулятора (так называемая «острая подушка»), что свидетельствует о накоплении газов и неизбежном нарушении герметичности, которое может привести к взрыву или возгоранию.
Аккумуляторы на основе никель-марганец-кобальта (Li-NMC) часто используются для питания средств РЭБ и РЕР. В гражданской жизни данные элементы применяются в большинстве современных электромобилей. Они имеют низкую термическую стабильность, и их тепловой разгон является одним из самых опасных.
Пожар NMC-батареи характеризуется интенсивным пламенем, которое трудно потушить, и выделением большого количества высокотоксичных газов. Тепловой разгон Li-NMC начинается примерно при той же температуре, что и у Li-ion. Характерные признаки разгона для этой химии: шипение, дым, сильный нагрев и запах.
Аккумуляторы на основе литий-железо-фосфата (LiFePO4 или LFP) считаются наиболее безопасными среди литий-ионных технологий благодаря их высокой термической стабильности. Тепловой разгон в элементах LiFePO4 обычно инициируется при значительно более высоких температурах (около 270°C) по сравнению с другими химиями.
Ключевым отличием является то, что катод LiFePO4 выделяет минимальное количество кислорода при разложении, что делает реакцию менее интенсивной. Риск взрыва крайне низок; более вероятным сценарием является задымление. Предупреждающими признаками являются: дым, сильный нагрев, неприятный запах.
Дым от всех литиевых батарей является высокотоксичным. Он содержит опасные вещества, включая фтороводород, который при контакте с влагой (например, в лёгких) превращается в плавиковую кислоту. Всегда избегайте вдыхания дыма и, если возможно, используйте средства защиты органов дыхания.
В критических ситуациях, особенно с большими батареями, большое количество воды является лучшим средством для охлаждения соседних элементов и предотвращения распространения теплового разгона. Вода не тушит химическую реакцию внутри элемента, но снижает температуру окружающих элементов, останавливая цепную реакцию.