בטיחות אש במפעל סוללות ליתיום: סיכונים, מניעה והגנה

עם הצמיחה המהירה של רכבי אנרגיה חדשים, מערכות אחסון אנרגיה ומוצרים אלקטרוניים, תעשיית ייצור סוללות הליתיום ממשיכה להתרחב בקצב מדהים. בהשוואה לפעולות תעשייתיות קונבנציונליות, מפעלי סוללות ליתיום כוללים תאי סוללה, חומרים כימיים, ציוד פריקת טעינה ומספר רב של מכשירים חשמליים, מה שהופך את תהליך הייצור למורכב הרבה יותר ומציב דרישות גבוהות יותר לניהול בטיחות אש.

כאשר סוללת ליתיום מתקלקלת, היא עלולה לחוות עליית טמפרטורה מהירה, פליטת עשן, בעירה או אפילו בריחה תרמית. אם חריגות כאלה לא נשלטות בזמן, הן עלולות להשפיע על תאים או ציוד שמסביב.

לכן, בטיחות אש במפעל סוללות ליתיום אינה יכולה להתמקד אך ורק בכיבוי שריפות לאחר התרחשותן. יש לשקול את זה מנקודות מבט מרובות, כולל זיהוי סיכונים, ניהול ייצור, ניטור ואזהרה מוקדמת, ציוד כיבוי אש והכשרת כוח אדם.

אז מה הם סיכוני השריפה העיקריים במפעל סוללות ליתיום? אילו אזורי ייצור דורשים את מירב תשומת הלב? ואיך מפעלים צריכים ליישם מיגון אש יעיל?

בטיחות אש במפעל סוללות ליתיום מתייחסת לקביעת אמצעי מניעה, ניטור ותגובת חירום מתאימים לסיכוני שריפה שעלולים להיווצר במהלך ייצור, הרכבה, בדיקה ואחסון סוללות.

זה לא רק עניין של הצבת כמה מטפים במפעל. במקום זאת, הוא דורש תצורה סבירה המבוססת על מאפייני הסיכון של אזורי ייצור שונים.

לדוגמה, מחסני חומרי גלם צריכים להתמקד באחסון חומרים ובתנאי סביבה, אזורי ייצור צריכים לתת מענה לציוד ובטיחות חשמל, ואזורי טעינה- של בדיקת פריקה צריכים לתעדף שינויים בטמפרטורת הסוללה ותנאים חריגים.

לכן, תוכנית בטיחות אש מקיפה למפעל סוללות ליתיום צריכה לכסות מספר שלבים, מייצור ועד אחסנה.

זיהוי מקורות הסיכון במפעל סוללות ליתיום הוא הצעד הראשון בפיתוח אמצעי בטיחות אש.
סוֹלְלָהתֶרמִיבּוֹרֵחַ
בריחת תרמית היא אחת הבעיות הנפוצות ביותר בבטיחות אש של סוללות ליתיום. זה מתרחש כאשר תגובה חריגה בתוך הסוללה מייצרת כמות גדולה של חום. אם הטמפרטורה ממשיכה לעלות, הדבר עלול לגרום נזק נוסף למבנה הפנימי של הסוללה, ולהוביל לעשן, בעירה ותוצאות מסוכנות אחרות. עבור יצרני סוללות, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לייצור תאים, תהליכי פריקת טעינה-, בדיקות ואחסון מוצר מוגמר. בריחת תרמית היא תגובה אקזותרמית-מתקיימת בעצמה שיכולה לייצר חום עז וגזים דליקים, והיא יכולה להתפשט במהירות לתאים סמוכים, וליצור תגובת שרשרת שקשה מאוד לעצור אותה ברגע שהיא מתחילה.
חַשׁמַלִיצִיוּדוכשלים בחיווט
מפעלי סוללות ליתיום מסתמכים במידה רבה על ציוד חשמלי, מערכות טעינה וקווי ייצור אוטומטיים. חיווט פגום, מעגלים עמוסים יתר על המידה, חיבורים לקויים או פגיעה בציוד עלולים ליצור ניצוצות או חום מוגזם, העלולים להצית חומרים מסביב או להפעיל חריגות בסוללה. מתקנים חשמליים צריכים להיות בעלי הגנת הארקה ומתגי הגנה מפני דליפות דו--, ויש לבצע בדיקה ורישום קבוע של חיווט ומעגלים חשמליים.
חוֹמֵר גֶלֶםואחסון חומרים קשורים
ייצור סוללות ליתיום כולל אלקטרוליטים דליקים, ממיסים אורגניים וחומרים כימיים אחרים. תנאי אחסון לא נאותים-כגון אוורור לקוי, טמפרטורה מופרזת או חומרים לא תואמים המאוחסנים יחד-יכולים ליצור סכנות אש. אזור האחסון צריך לשמור על סיווג מתאים, בקרות סביבתיות וגישה ברורה לציוד כיבוי אש.
טעינה-פְּרִיקָהותהליכי בדיקה
טעינה-תהליכי פריקה ובדיקה הם פעולות-בסיכון גבוה בייצור סוללות ליתיום. במהלך תהליכים אלה, הסוללות נתונות ללחץ חשמלי שעלול לחשוף פגמים פנימיים או לעורר חימום חריג. בדיקות בטיחות ובדיקות סיכוני כשל הם בין התהליכים המרכזיים שזוהו כבעלי סיכונים פוטנציאליים גבוהים יותר.

לא כל האזורים במפעל סוללות ליתיום נושאים באותה רמה של סכנת שריפה. ניתן ליישם ניהול ממוקד על בסיס תהליך הייצור.
חוֹמֵר גֶלֶםאִחסוּןאֵזוֹר
התמקדו בסיווג החומרים, תנאי האחסון, טמפרטורת הסביבה ואוורור. נתיבי גישה לאש ואזורי גישה לציוד כיבוי חייבים להישאר ללא הפרעה כדי למנוע הפרעה לפעולות חירום.
תָאהֲפָקָהאֵזוֹר
אזור ייצור התא כולל תהליכים כמו ציפוי, סלילה, הזרקת אלקטרוליטים ואיטום. תהליכי מפתח הכוללים ציפוי אלקטרודות חיובי, הזרקת אלקטרוליטים, היווצרות וריתוך איטום מציגים סיכוני אש גבוהים. יש לשים לב למצב הציוד, לאוורור פליטה מקומי ולהצטברות של אבק דליק או אדי ממס.
סוֹלְלָההַרכָּבָהאֵזוֹר
במהלך הרכבת הסוללה, התאים משולבים למודולים וחבילות. תחום זה מצריך תשומת לב לתקינות חיבורים חשמליים, טיפול נכון בתאים למניעת נזק מכני ובקרה על מקורות הצתה. יש לזהות ולבודד תאים פגומים או פגומים.
טעינה-פְּרִיקָהאזור בדיקה
זהו אחד מאזורי הסיכון-הגבוהים ביותר במפעל סוללות ליתיום. סוללות שעוברות טעינה-במחזורי פריקה עלולים לחוות עליות טמפרטורה חריגות שעלולות להוביל לבריחה תרמית. יש להתקין באזור זה מערכות ניטור טמפרטורה, מעקב וידאו וכיבוי אש אוטומטיים.
מוצר מוגמראִחסוּןאֵזוֹר
מוצרי סוללה מוגמרים, גם לאחר שעברו בדיקת איכות, עדיין עלולים להוות סיכוני שריפה אם מאוחסנים בצורה לא נכונה. אזור האחסון צריך לשמור על תנאי טמפרטורה ולחות מתאימים, להגביל את גבהי הערימה, להבטיח הפרדה נכונה בין קבוצות הסוללה ולהיות מצויד במערכות גילוי וכיבוי אש.

המוקד של בטיחות אש הוא לא רק מה לעשות לאחר שריפה מתרחשת, אלא יותר חשוב על מזעור הסבירות של תנאים חריגים להתפתח לשריפות.
טמפרטורה ולֹא נוֹרמָלִיניטור מצב
עבור אזורי ייצור ובדיקה של סוללות, ניתן להשתמש בניטור טמפרטורה ושיטות זיהוי אחרות בהתבסס על תנאים בפועל כדי לזהות מיד עליות טמפרטורה חריגות. אם מזוהה חריגה בסוללה, יש לבודד אותה ולטפל בה בהתאם לנוהלי הבטיחות שנקבעו במפעל.
לְחַזֵקחַשׁמַלִיבדיקת ציוד
בדיקה ותחזוקה שוטפת של ציוד חשמלי, חיווט וחיבורים חיוניים. זה כולל בדיקת התחממות יתר, חיבורים רופפים, בידוד פגום והארקה תקינה. יש להתקין ולבדוק באופן קבוע התקני הגנה חשמליים כגון מתח יתר, עומס יתר והגנה מפני דליפות.
ליישםיעודהַנהָלָה
יש להפריד בין אזורים שונים במפעל בהתאם לרמות הסיכון לשריפה שלהם. יש להקים סדנאות גיבוש ויישון, כמו גם מחסני סוללות גמורים-וגמורים למחצה, בנפרד עם קירות פיזיים ודלתות אש מסוג A. סדנאות יישון גדולות צריכות להיות מחולקות עוד יותר על ידי קירות אש.
לְהַקִיםלֹא נוֹרמָלִינהלי טיפול בסוללה
יש לקבוע נוהל ברור לטיפול בסוללות חריגות או פגומות. זה כולל זיהוי, בידוד, אחסון בטוח וסילוק נאות. יש להציב סוללות חריגות באזורי בידוד ייעודיים הרחק מחומרים אחרים ולנטר אותם באופן רציף.
שפר את ירי העובדיםבְּטִיחוּתהַדְרָכָה
כל העובדים צריכים לקבל הכשרה שוטפת לבטיחות אש, לרבות ידע על סיכוני אש, שימוש נכון בציוד כיבוי אש, נהלי פינוי חירום ופרוטוקולי דיווח. לעובדים שעובדים באזורי-סיכון גבוה צריכים להיות רשומות הכשרה מתועדות.

תוכנית בטיחות אש מקיפה במפעל מסתמכת בדרך כלל על מספר סוגים של ציוד הפועל בתיאום, המוגדר בהתאם לצרכים הספציפיים של אזורים שונים.
ציוד אזעקה וניטור אש
משמש לזיהוי מיידי של עשן, טמפרטורות חריגות ואינדיקטורים אחרים, ומספק זמן יקר לתגובה הבאה. יש להתקין מערכות אזעקה אוטומטיות לשריפה ומערכות מעקב וידאו בתחומים מרכזיים כמו סדנאות גיבוש והזדקנות.
אש אוטומטיתהַדחָקָהמערכות
מערכות ספרינקלרים אוטומטיות, מערכות דיכוי גזים ומכשירי כיבוי אוטומטיים מקומיים יכולים לספק תגובה מהירה ללא התערבות אנושית. מפעלים ומחסנים לייצור סוללות ליתיום עם שטח קומה אחד- העולה על 1,500 מ"ר או שטח מבנה כולל העולה על 3,000 מ"ר צריכים להיות מצוידים במערכות אוטומטיות לכיבוי אש.
אש ניידתמטפים
מטפים ניידים וגלגלים, לרבות סוגי קצף, גז ואבקה יבשה, צריכים להיות ממוקמים באופן אסטרטגי ברחבי המפעל. לשריפות הקשורות לסוללת ליתיום-מומלצים חומרי כיבוי מיוחדים שיכולים לטפל בבריחה תרמית ולמנוע התפשטות.

אַחֵרכיבוי אשמתקנים
מתקנים נוספים כוללים ציוד פליטת עשן לשעת חירום (כגון מאווררי פליטת עשן ניידים), ציוד מגן אישי (מכשירי נשימה-עצמאיים, מסכות גז, ביגוד חסיני אש,-כפפות בטמפרטורה גבוהה, ומערכות אספקת מים וכיבוי אש.

אם מפעל צריך לרכושמטפי כיבוי סוללות ליתיום, יש לקחת בחשבון מספר גורמים.

זהה את אזור היישום:בין אם זה לייצור תאים, בדיקות{0}}טעינה, אחסון או אזורים אחרים. אזורים שונים עשויים להיות בעלי מאפיינים שונים של סיכון אש ודורשים סוגים שונים של חומרי כיבוי.

שקול את סוג הסוללה:סוללות ליתיום ברזל פוספט, סוללות ליתיום טרינריות וכימיקלים אחרים עשויים להגיב אחרת לחומרי כיבוי שונים. חומר הכיבוי חייב להיות תואם לכימיה הספציפית של הסוללה הקיימת.

הערכת רמת הסיכון הפוטנציאלית:אזורי סיכון- גבוהים יותר עשויים לדרוש מטפים בעלי קיבולת גדולה יותר או סוכנים מיוחדים יותר שיכולים לקרר ולדכא בריחת תרמית ביעילות.

הערך את מאפייני חומר הכיבוי:סוכנים מסוימים יעילים יותר בקירור, בעוד שאחרים מתמקדים ביצירת מחסום למניעת התלקחות מחדש. פיזור ורמיקוליט מימי (AVD), למשל, משתמש בטסיות ורמיקוליט מקולפות כימית התלויות במים. במגע עם תאים חמים, המים מתקררים בזמן שהטסיות מתחברות לשכבה דמוית קרמיקה- המבודדת תאים זה מזה ומגבילה את הגישה לחמצן.

בדוק את קיבולת המוצר ושיטת הפעולה:המטף צריך להיות בגודל מתאים לאזור שהוא מגן עליו וקל לתפעול על ידי צוות מיומן.

אמת בדיקות והסמכות:חפש מוצרים שעברו בדיקת סוללה- עצמאית תחת פרוטוקולים מוכרים. בעוד שאין כרגע סיווג אש ייעודי של UL או NFPA לשריפות סוללות ליתיום-, מטפי AVD השיגו בדיקת שריפה מסוג Class A פלוס סוללה- עצמאית תחת פרוטוקול אירופאי מוכר (NTA 8133, עדות על ידי UL Solutions).

אל תתמקד רק במחיר:ייתכן שאופציית העלות-הנמוכה ביותר לא תספק הגנה מספקת לסיכוני סוללת ליתיום. השקעה בציוד שנבדק ומאושר כהלכה חיונית לבטיחות אש יעילה.

ארגונים מסוימים נוטים לרכז את מאמצי בטיחות האש במחסנים תוך הזניחת אזורי ייצור ובדיקה. במציאות, חריגות בסוללה יכולות להתרחש לא רק במהלך אחסון אלא גם במהלך תהליכי ייצור, טעינה- ובדיקות.

פיקוח נפוץ נוסף הוא הגדרת מטפים ללא יישום בדיקות יומיות, ניטור טמפרטורה או הכשרת כוח אדם. מטפים לבדם אינם יכולים ליצור מערכת ניהול בטיחות אש מלאה.

מתקנים מסוימים עשויים גם להתעלם מהחשיבות של אוורור נאות באזורים שבהם עשויים להצטבר אדי אלקטרוליטים או גזים דליקים. ללא זיהוי פליטה וגזים נאותים, ריכוזים מסוכנים עלולים להצטבר מבלי לשים לב.

לכן, ארגונים צריכים לשלב ציוד כיבוי אש, ניהול יומיומי ונהלי חירום במקום להסתמך על כל אמצעי יחיד.

פריט בדיקה	אזורי מיקוד מרכזיים
ציוד חשמלי	חיווט, מצב ציוד ותחזוקה שוטפת
ייצור סוללות	מצב הסוללה ותפעול ציוד הייצור
אזור פריקה-טעינה	שינויי טמפרטורה ותנאים חריגים
אזור אחסון	תנאי אחסון, כמות וניהול ייעוד
ציוד כיבוי אש	תצורה, מיקום, בדיקה ותחזוקה
סוללות לא תקינות	נהלי בידוד, אחסון וטיפול
ניהול כוח אדם	הדרכות בטיחות אש ותרגילי חירום

בדיקה סדירה של פריטים אלה יכולה לעזור לארגונים לזהות חולשות בניהול בטיחות האש שלהם ולבצע התאמות על סמך התנאים בפועל.

בטיחות אש במפעלי סוללות ליתיום כוללת היבטים רבים, כולל ייצור, בדיקות, אחסון וניהול כוח אדם. מול בריחת תרמית, כשלים חשמליים ומצבים חריגים אחרים שעלולים להתרחש עם סוללות ליתיום, ארגונים צריכים לבסס גישה מקיפה לניהול בטיחות אש המכסה הכל, החל ממניעת סיכונים ועד לתגובת חירום.

מטפיםהם רק מרכיב אחד של מערכת בטיחות האש הכוללת, אך עבור אתרי ייצור ואזורים אחרים הדורשים תגובה מהירה, בחירת ציוד הכיבוי הנכון נותרה בעלת משמעות מעשית.

בטיחות פלוס מתמחה במחקר, פיתוח וייצור של ציוד כיבוי וכיבוי. אנו יכולים לספק מטפי כיבוי סוללות ליתיום ומוצרי בטיחות אש נלווים המותאמים לתרחישי יישומים שונים, כולל ייצור, בדיקה ואחסון של סוללות ליתיום. ארגונים יכולים לבחור פתרונות מוצר התואמים טוב יותר את קנה המידה של הייצור, סביבת היישום וצרכי בטיחות האש שלהם.
אם אתם מתכננים ציוד בטיחות אש למפעל סוללות הליתיום שלכם,אנו מזמינים אותך ליצור קשר עם Safety Plusכדי ללמוד על פתרונות בטיחות אש סוללת ליתיום המתאימים לתרחישי הייצור והיישום שלך.