حريق بطارية ليثيوم فوسفات الحديد: ما تحتاج إلى معرفته

كيف تمنع بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) الحرائق؟

تتميز بطاريات LiFePO4 بقوة أكبر من حيث الأمان. ترتبط أقطابها السالبة بأيونات الليثيوم، وهذا الارتباط معزول، مما يُحسّن أداء البطارية. على عكس معظم بطاريات الليثيوم أيون الأخرى التي ترتبط بأيوناتها بالنيكل أو الكوبالت. يُركّب نظام إدارة البطارية (BMS) في مكان بطارية الليثيوم في السيارة، وهذا سبب آخر لزيادة أمانها. يراقب هذا النظام بانتظام وظائف البطارية وغيرها من المعلومات الضرورية عنها، ويرصد أي انقطاع غير منتظم في التيار الكهربائي، أو فصل غير منتظم للبطارية، أو حدوث ماس كهربائي. كما يُوزّع نظام إدارة البطارية تكاليف شحن البطارية، حيث يُخزّن الطاقة المخزنة داخلها في كل من البطارية وحزم البطاريات بعد تخزينها بشكل صحيح. في حال تلف غطاء أو قطب بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، وتورم الأقطاب، فإن الشحن الزائد يُفقد البطارية طاقتها، مما يُقلل من نقاط التلامس. كذلك، فإن الشحن الزائد جدًا للخلية قد يُلحق ضررًا أكبر بالبطارية، ويجعلها تتأرجح بين أدنى وأعلى مستويات الشحن، مما يُسبب تلفها. إذا تم شحن البطارية بسرعة كبيرة، فإن احتمالات اندلاع الحرائق تزداد.

المخاطر الحقيقية مقابل المخاطر المتصورة لحرائق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4)

لا تُعدّ حرائق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) شائعةً عادةً، ويستند هذا الاعتقاد الخاطئ في الغالب إلى حوادث شملت أنواعًا أخرى من بطاريات الليثيوم أيون. يعتقد الكثيرون أن بطاريات الليثيوم الفولاذية عُرضة للاشتعال، وهذا لا يتوافق إطلاقًا مع الحقائق المتعلقة ببطاريات LiFePO4 وسجلات سلامتها. فهي معروفةٌ بثباتها الحراري الممتاز، ويُعتقد على نطاق واسع أنها لا تشتعل ولا تنفجر.

على الرغم من أن جميع البطاريات تنطوي على قدر من مخاطر الحريق، إلا أن بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) تتميز بمخاطر حريق ضئيلة للغاية. فقد كانت احتمالية اشتعالها أو انصهارها أو انفجارها أقل بكثير عند تعريضها لاختبارات الضغط العالي. وشملت هذه الاختبارات الشحن الزائد والدارة القصيرة، وهما نوعان من التجارب التي أجرتها وزارة الطاقة الأمريكية، بالإضافة إلى التعرض الحراري. ولم تُسجّل أي حالات هروب حراري تُذكر في جميع هذه الاختبارات.

أفادت البيانات الإحصائية الصادرة عن مجلس سلامة البطاريات بأن حوادث حرائق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) أقل بكثير من حوادث حرائق بطاريات الكوبالت والنيكل. وعند وقوع هذه الحوادث، فإنها عادةً ما تكون مرتبطة بسوء التعامل مع البطارية أو عيب في تصنيعها، وليس بتركيبها الكيميائي.

تُقدّم اختبارات السلامة النموذجية التي تُجريها منظمات معتمدة ووكلاء مستقلون أدق النتائج. وقد أظهرت الاختبارات التي أجرتها وزارة النقل أن احتراق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) نادر الحدوث، مما يجعلها مثالية لأي تطبيق يتطلب بطارية. ومع توفير العزل والصيانة المناسبين، تكاد تنعدم احتمالية اشتعال البطاريات، مما يجعلها خيارًا شائعًا في مختلف التطبيقات.

أسباب حرائق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (إن وجدت)

تتمتع بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) بسجلات أمان ممتازة. مع ذلك، وكجميع التقنيات، توجد احتمالية لبعض المخاطر. معرفة هذه الأسباب المحتملة تُساعد على تقليل احتمالية نشوب الحرائق وضمان السلامة. عادةً ما تكون الأسباب الرئيسية لحرائق بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد مرتبطة بسوء الاستخدام، أو التلف الخارجي، أو التخزين غير السليم، أو عيوب التصنيع.

1. تعريضها لدرجات حرارة عالية: تُشكل درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة للغاية خطراً على البطاريات. ورغم أن بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) لا تنفجر بسبب درجات الحرارة العالية، إلا أن الحرارة قد تُذيب الفاصل وتتسبب في احتراقه، أو قد ينكسر الفاصل مُحدثاً دارة قصر داخلية. ويحرص المصنّعون على مراقبة الجودة لمنع أي عيوب تصنيعية.

٢. سوء الاستخدام والشحن الزائد: من أكثر الأسباب شيوعًا هو الشحن غير السليم. ترتفع درجة حرارة بطارية LiFePO4 عند شحنها بشكل زائد باستخدام أجهزة غير متوافقة. مع ذلك، يضمن استخدام أنظمة إدارة البطاريات (BMS) التخلص من احتمالية ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الشحن الزائد، وذلك بفصل الطاقة عندما تصل البطارية إلى أقصى جهد مُزوَّد لها.

3. التلف المادي: يُعد التلف المادي السبب الأكثر شيوعًا لاشتعال البطارية. فأي ثقب أو سحق ناتج عن صدمة خارجية سيؤدي إلى اشتعالها.

٤. عيوب التصنيع: قد تتسبب عيوب التصنيع أحيانًا في مشاكل تتعلق بالسلامة. لذا، عند الشراء، تأكد من شراء البطارية من علامة تجارية تقدم ضمانًا جيدًا، مثل CiFi SUN، التي توفر ضمانًا لمدة ١٠ سنوات على الأقل وتلتزم بالمعايير والإجراءات والعمليات الدولية.

مع وجود كل هذه الأسباب المحتملة، من المهم الإشارة إلى أن احتمالية نشوب حريق في بطارية LiFePO4 في الظروف العادية منخفضة للغاية. وباتباع الاحتياطات اللازمة، كاستخدام نظام إدارة البطارية (BMS)، وتجنب التلف المادي، والالتزام بتعليمات الشركة المصنعة للشحن والتخزين، تبقى احتمالية نشوب الحريق ضئيلة. وبالتالي، مع العناية المناسبة، تظل بطارية LiFePO4 وسيلة تخزين طاقة موثوقة وآمنة.