انتقل إلى المحتوى 
تواجه ضغوطًا متزايدة لإعطاء الأولوية لأهمية سلامة البطاريات مع تزايد الطلب العالمي عليها بطاريات الليثيوم أيون ويظل جعل بطاريات الليثيوم أيون آمنة في البيئات الصناعية أمرًا ضروريًا، نظرًا للمخاطر المحتملة مثل الحرائق أو الانفجارات.
يبلغ معدل فشل بطاريات الليثيوم أيون حوالي واحد من كل 10 ملايين، ولكن عمليات النشر على نطاق واسع يمكن أن تؤدي إلى مئات الأعطال.
تسلط حوادث النقل الجوي المرتبطة بالتعامل غير السليم الضوء على تحديات السلامة المستمرة وأهمية بروتوكولات سلامة البطاريات.
إن عمليات الاستدعاء الكبرى والتقارير المتزايدة عن الحوادث تثبت أهمية جعل بطاريات الليثيوم أيون آمنة لعملياتك.
الجزء 1: الميزات المضمنة لجعل بطاريات الليثيوم أيون آمنة
1.1 دور دوائر الحماية في سلامة البطارية
تحتاج إلى دوائر حماية متينة لضمان سلامة بطاريات أيونات الليثيوم في البيئات الصعبة. تُعدّ هذه الدوائر خط الدفاع الأول ضد المخاطر الكهربائية والحرارية. على سبيل المثال، تُدمج دائرة حماية بطاريات أيونات الليثيوم من Cadex ميزات متقدمة تُعالج التحديات الفريدة لمجموعات البطاريات المستخدمة في صناعي, الالكترونيات الاستهلاكية، وتطبيقات المركبات الكهربائية.
تؤدي دوائر الحماية العديد من الوظائف الهامة:
تعمل الحماية من الشحن الزائد على منع الخلايا من تجاوز حدود الجهد الآمنة، مما يقلل من خطر الانفلات الحراري.
تعمل حماية التفريغ الزائد على قطع التيار عندما ينخفض الجهد إلى مستوى منخفض للغاية، مما يطيل عمر البطارية ويمنع التلف.
تمنع الحماية من التيار الزائد والدائرة القصيرة حدوث طفرات خطيرة في التيار الكهربائي يمكن أن تسبب حرائق أو انفجارات.
تعمل الحماية من درجات الحرارة العالية على فصل البطارية إذا اقتربت درجات الحرارة من مستويات غير آمنة.
يمكنك رؤية ميزات الحماية الرئيسية ومواصفاتها الفنية في الجدول أدناه:
ميزة الحماية | نوع الجهاز/المكون | المواصفات الفنية والوظائف الرئيسية | الامتثال لمعايير السلامة |
|---|---|---|---|
الشحن الزائد، التفريغ الزائد، التيار الزائد، ماس كهربائي، الأحداث الحرارية | أجهزة قابلة لإعادة الضبط ذات معامل درجة الحرارة الإيجابي البوليمري (PPTC) | نقاط الانطلاق من 60 مللي أمبير إلى 3 أمبير؛ مقاومة تيار مستمر من 70 ميكرو أوم إلى 80 مللي أوم؛ جهد التشغيل من 6 فولت إلى 63 فولت؛ حزمة التركيب السطحي | UL 1642، UL 2595، UL 2054، إيك شنومكس، UN DOT 38.3، IEC 62281 |
حماية من خطأ تيار التفريغ العالي | قواطع صغيرة هجينة معدنية PPTC (MHP-TAC) | تصنيف 12 فولت؛ مفتاح ثنائي المعدن مع سخان PPTC؛ نقاط الانطلاق من +72 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية؛ جهات اتصال مصممة لـ 6,000 دورة عند 12 فولت/12 أمبير | نفس أعلاه |
دوائر حماية البطارية | دوائر متكاملة متخصصة لحماية بطاريات الليثيوم أيون | التحكم في تيارات الشحن/التفريغ؛ مراقبة الجهد ودرجة الحرارة؛ موثوقية ودقة عالية؛ حماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والتيار الزائد ودرجات الحرارة العالية | التأكيد على الامتثال لمعايير IEC و UL |
تصميم لوحة الدوائر المطبوعة للبطارية | لوحات الدوائر المطبوعة للبطاريات مع أنظمة أمان ضد الفشل | يجب أن يتعامل مع متطلبات التيار والجهد؛ يتضمن قطعًا حرارية؛ تصميم مضغوط ومتين ليناسب غلاف البطارية | الالتزام بمعايير السلامة مطلوب |
تستخدم دوائر الحماية، مثل تلك التي تقدمها Cadex، أجهزة معامل درجة الحرارة الإيجابي (PTC)، وأجهزة مقاطعة الدائرة (CID)، وفتحات تهوية أمان لإدارة الظواهر الكهربائية والحرارية. تعمل هذه المكونات معًا للحفاظ على استقرار مجموعات البطاريات، حتى في ظل الضغط. أما بالنسبة لمجموعات البطاريات الكبيرة، مثل تلك المستخدمة في الأدوات الكهربائية أو الروبوتات، فتزداد تعقيدات الحماية. يجب مراقبة كل خلية لمنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد، ويجب أن تتحمل الدائرة التيارات العالية دون أي عطل. بدمج هذه الميزات، تُحرز تقدمًا ملحوظًا نحو جعل بطاريات الليثيوم أيون آمنة لعملياتك.
1.2 آليات الحماية الحرارية في مجموعات البطاريات
الحماية الحرارية ضرورية لسلامة بطاريات أيون الليثيوم، وخاصةً في البطاريات عالية السعة. يجب مراعاة خطر الانفلات الحراري، الذي قد يحدث عند ارتفاع درجة حرارة الخلية وتحفيز تفاعل متسلسل. تستخدم البطاريات الحديثة عدة آليات للحماية الحرارية:
توفر مستشعرات درجة الحرارة الداخلية، مثل كاشفات درجة الحرارة المقاومة (RTD)، مراقبة فورية لدرجات حرارة الخلايا. تكتشف هذه المستشعرات تراكم الحرارة غير الطبيعي بشكل أسرع من المستشعرات الخارجية، مما يُنذرك مبكرًا بالمخاطر المحتملة.
تقوم الصمامات وأجهزة الفصل الحراري بفصل البطارية إذا تجاوزت درجات الحرارة الحدود الآمنة، مما يمنع المزيد من التصعيد.
تطلق فتحات الأمان الغازات في حالة ارتفاع الضغط الداخلي، مما يحافظ على استقرار البطارية.
تُظهر تحليلات الصناعة الحديثة أن دمج مستشعرات مقاومة الحرارة داخل البطارية، خلف مجمع تيار الكاثود، يُحسّن دقة قياس درجة الحرارة. خلال اختبارات قصر الدائرة، رصدت المستشعرات الداخلية ارتفاعات خطيرة في درجات الحرارة تصل إلى 20 ثانية قبل أجهزة الاستشعار الخارجيةيتيح لك هذا الكشف المبكر التدخل قبل حدوث الهروب الحراري، مما يقلل من خطر الحريق أو الانفجار.
تلميح: للتطبيقات واسعة النطاق في صناعي, طبي أو قطاعات الروبوتات، حدد دائمًا مجموعات البطاريات ذات مراقبة متقدمة لدرجة الحرارة الداخلية وحماية حرارية قوية.
1.3 معايير السلامة والشهادات لبطاريات الليثيوم أيون
يجب عليك الالتزام بمعايير السلامة المعترف بها دوليًا لضمان سلامة بطاريات أيونات الليثيوم في منتجاتك. تضع معايير مثل IEC 62133 وUL 1642 وISO 12405 متطلبات صارمة للسلامة الكهربائية والميكانيكية والكيميائية. تُرشد هذه المعايير المصنّعين في تصميم واختبار واعتماد مجموعات البطاريات لضمان التشغيل الآمن.
يُعدّ معيار IEC 62133 المعيار العالمي لبطاريات الليثيوم أيون القابلة لإعادة الشحن. ويغطي متطلبات الأداء الكهربائي والسلامة الميكانيكية والاستقرار الكيميائي. يساعدك الالتزام بمعيار IEC 62133 على تحديد المخاطر والحدّ منها، مثل الشحن الزائد، وقصر الدائرة، والانفلات الحراري.
تشمل المعايير الرئيسية الأخرى UL 1642، وUL 2580، وSAE J2464، وسلسلة IEC 62660. تُحدد هذه المعايير بروتوكولات اختبار سوء الاستخدام، وأداء السلامة، والتحقق.
تتطور المعايير باستمرار، وتتضمن أساليب اختبار جديدة وجهود توحيد لمواجهة المخاطر الناشئة.
باختيارك مجموعات بطاريات ودوائر حماية مطابقة لهذه المعايير، فإنك تُثبت التزامك بجعل بطاريات الليثيوم أيون آمنة لعملائك ومستخدميك النهائيين. كما تُمكّنك من الوصول إلى الأسواق العالمية، وتُقلل من مخاطر عمليات الاستدعاء أو الحوادث المُكلفة.
للحصول على حلول بطاريات مخصصة تلبي أحدث معايير السلامة، اتصل بفريقنا للحصول على استشارة من الخبراء.
الجزء 2: أفضل الممارسات للاستخدام والتخزين
2.1 ممارسات الشحن الآمن لبطاريات الليثيوم أيون
يجب إعطاء الأولوية لممارسات الشحن الآمنة لتحسين أداء وسلامة بطاريات الليثيوم أيون. تلعب أنظمة إدارة البطاريات (BMS) دورًا حاسمًا في الحد من معدلات الشحن والتفريغ، ومنع ارتفاع درجة الحرارة والأعطال. تحافظ حلول التبريد، مثل أنابيب التدفئة ومواد تغيير الطور، على درجات حرارة البطارية أقل من 28.5 درجة مئوية، مما يقلل من خطر الانفلات الحراري. تساعد الصيانة الدورية والمراقبة الفورية على اكتشاف أي خلل في الجهد أو درجة الحرارة مبكرًا، مما يُحسّن عمر البطارية. تُظهر البيانات الميدانية من المركبات الكهربائية أن تغيرات درجة الحرارة تؤثر بشكل مباشر على صحة البطارية، كما تدعم سجلات الشحن طويلة الأمد تنبؤًا أفضل بعمر البطارية. يمكن للشحن السريع التكيفي، المُدار بواسطة خوارزميات متقدمة، تسريع الشحن بأمان حتى... ثماني مرات أسرع أفضل من الطرق التقليدية مع الحفاظ على قيود السلامة.
تلميح: استخدم دائمًا الشواحن المخصصة لحزمة البطارية لديك وتأكد من تكامل نظام إدارة البطارية للتطبيقات الصناعية أو الطبية أو الروبوتية.
2.2 ظروف التخزين المناسبة لمنع المخاطر
يحمي التعامل والتخزين السليمان لبطاريات الليثيوم أيون أصولك من المخاطر المحتملة. خزّن البطاريات في بيئات باردة وجافة بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة والمواد القابلة للاشتعال. حافظ على مستوى شحن جزئي (عادةً 30-50%) أثناء التخزين طويل الأمد لمنع التفريغ أو الشحن الزائد. استخدم حاويات معزولة وتجنب تكديس الأشياء الثقيلة على حزم البطاريات.
للتخزين على نطاق واسع، قم بتنفيذ ضوابط درجة الحرارة والرطوبة.
قم بجدولة عمليات التفتيش الدورية للتحقق من وجود تورم أو تسرب أو تآكل.
2.3 تجنب الأضرار المادية والضغوط البيئية
لا يزال الضرر المادي سببًا رئيسيًا لحوادث السلامة المتعلقة ببطاريات الليثيوم أيون. تُسلّط تقارير الحوادث الضوء على حرائق وانفجارات في المستودعات ومصانع إعادة التدوير نتيجة سوء المناولة والتخزين. قد يُؤدي سوء الاستخدام الميكانيكي، كالثقوب أو السقوط، إلى حدوث قصر كهربائي داخلي وتسرب حراري، مُطلقًا غازات سامة.
قم بتدريب موظفيك على أفضل الممارسات لنقل وتركيب مجموعات البطاريات.
استخدم الأغطية الواقية وتجنب تعريض البطاريات للاهتزاز أو الصدمات أثناء النقل.
للحصول على حلول مخصصة تلبي احتياجاتك التشغيلية الفريدة، استشر خبرائنا.
الجزء 3: سلامة النقل وإعادة التدوير
3.1 لوائح شحن بطاريات الليثيوم أيون
عند نقل بطاريات الليثيوم أيون، يجب عليك اتباع اللوائح الدولية والوطنية الصارمة لضمان السلامة والامتثال. تحمي هذه القواعد أعمالك من المخاطر القانونية وتساعد على منع الحوادث أثناء الشحن. إليك المتطلبات الرئيسية:
وضعت المنظمات الدولية مثل IATA والأمم المتحدة المعايير الرئيسية لنقل بطاريات الليثيوم أيون.
وتشمل اللوائح الوطنية وزارة النقل الأمريكية، وقواعد ADR الأوروبية، وقواعد الاستيراد الصينية، وقانون نقل البضائع الخطرة الكندي.
يجب عليك استخدام عبوات قوية وغير موصلة وفصل كل بطارية على حدة لمنع حدوث ماس كهربائي.
يجب أن تكون الملصقات واضحة ومتينة وتعرض رموز المخاطر ومعلومات المرسل/المستقبل ورقم الأمم المتحدة.
يتطلب النقل الجوي الامتثال لقواعد IATA الخاصة بالبضائع الخطرة، بما في ذلك حدود الكمية وخطوات السلامة الإضافية.
يحتاج جميع الموظفين المشاركين في نقل بطاريات الليثيوم أيون إلى تدريب إلزامي.
يجب أن تجتاز البطاريات اختبارات السلامة التابعة للأمم المتحدة قبل الشحن.
الالتزام السليم يمنع الحرائق والانفجارات والعقوبات الباهظة الثمن.
3.2 إرشادات إعادة التدوير والتخلص من النفايات لمنع المخاطر البيئية
تلعب دورًا حيويًا في الحد من المخاطر البيئية باتباع إرشادات إعادة التدوير والتخلص السليمة من بطاريات أيونات الليثيوم. تُمكّن طرق إعادة التدوير المتقدمة، مثل عمليات التعدين الهيدروميتالورجية والحرارية، من استعادة معادن ثمينة مثل الكوبالت والنيكل والليثيوم. تُقلل هذه التقنيات من الانبعاثات والنفايات الخطرة. كما تُوفر طرق إعادة التدوير المباشرة الطاقة من خلال الحفاظ على هياكل الكاثود، مما يجعل العملية أكثر استدامة.
عند إعادة تدوير البطاريات أو إعادة استخدامها، فإنك تساعد في تقليل الحاجة إلى مواد خام جديدة وتقليل الأثر البيئي. تُظهر دراسات دورة حياة البطاريات أن إعادة التدوير السليمة يمكن أن... خفض احتمالات الاحتباس الحراري العالمي بنسبة تصل إلى 70٪ ومنع تسرب المواد السامة إلى التربة والمياه. كما تُقلل إعادة التدوير من خطر حرائق مكبات النفايات الناتجة عن الانفلات الحراري. مع تزايد حجم البطاريات منتهية الصلاحية، يدعم التزامكم بإعادة التدوير الآمن نظامًا بيئيًا أنظف وأكثر استدامة للبطاريات. لمزيد من المعلومات حول ممارسات البطاريات المستدامة، يُرجى الاطلاع على الاستدامة في Large Power.
تلميح: تعاون دائمًا مع مرافق إعادة التدوير المعتمدة وابقَ على اطلاع دائم باللوائح المحلية والدولية للتخلص من النفايات.
يمكنك تعزيز سلامة بطارية الليثيوم أيون من خلال فهم المخاطر واستخدام دوائر الحماية المتقدمة واتباع أفضل الممارسات.
تعمل معايير الصناعة المحدثة وأنظمة إدارة البطاريات القوية على تقليل مخاطر الحرائق والانفجارات بشكل كبير، كما هو موضح في بحث FSRI التابع لـ UL.
أعط الأولوية للسلامة لحماية فريقك وأصولك والبيئة.
ابقى استباقيًااستشر خبرائنا للحصول على حلول مخصصة.
الأسئلة الشائعة
1. ما هي الخطوات التي يجب عليك اتخاذها عند الاستجابة لخلل البطارية في مجموعات بطاريات الليثيوم أيون؟
يجب فصل البطارية ونقلها إلى مكان آمن واتباع إجراءات الطوارئ الخاصة بشركتك. استخدم دائمًا معدات الوقاية الشخصية المناسبة عند التعامل مع أعطال البطارية.
2. كيف يمكنك تحسين نظام الإنذار والكشف عن الحرائق في المنشآت الكبيرة التي تحتوي على بطاريات ليثيوم أيون؟
ركّب أنظمة متطورة للإنذار والكشف عن الحرائق مزودة بأجهزة استشعار حرارية وكاشفات غاز. اختبر أجهزة الإنذار بانتظام وادمجها مع نظام إدارة السلامة في منشأتك.
3. أين يمكنك الحصول على حلول مخصصة لسلامة بطاريات الليثيوم أيون لشركتك؟
يمكنك الاتصال Large Power للحصول على حلول مخصصة لسلامة البطارية مصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتك. اطلب استشارة هنا.
