Pin lithium ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và được mệnh danh là “dầu trắng” của nhiều quốc gia hiện nay. Đặc biệt, trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, Pin lithium chính là giải pháp cần thiết giúp khắc phục nhược điểm của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, năng lượng gió đang phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Chúng giúp lưu trữ lại nguồn năng lượng dư thừa để sử dụng khi cần. Tuy nhiên, đi cùng với sự tăng trưởng mạnh mẽ thì vấn đề cháy nổ của pin lithium cũng đang được quan tâm hơn cả. Bài viết này sẽ giải đáp cho bạn câu hỏi Pin lithium có nổ không và có những biện pháp phòng ngừa gì?
Nguy cơ cháy nổ của pin lithium
Pin Lithium-ion có mật độ năng lượng cao, khả năng lưu trữ lớn, có lợi thế về sạc nhanh và tuổi thọ dài nên được sử dụng trong rất nhiều các trang thiết bị điện tử hiện nay, từ điện thoại di động, máy tính bảng, laptop cho đến các thiết bị lớn như tàu vũ trụ…
Do pin lithium có khả năng chống nước và chống cháy nổ, nên nếu được bảo quản và vận hành trong điều kiện như các nhà sản xuất khuyến cáo thì tỷ lệ pin bị lỗi là rất thấp, ước tính là 1 trên 40 triệu.
Tuy nhiên, trên thực tế, có nhiều yếu tố khác gây ảnh hưởng đến độ an toàn của pin lithium, chẳng hạn như việc sạc quá mức, nhiệt độ bên ngoài hoặc các tác động cơ học… Đây chính là những nguyên nhân làm tăng nguy cơ cháy nổ đối với pin lithium.
Cơ chế cháy của pin lithium-ion
Về cơ chế cháy, Pin Lithium cháy nổ là do nhiệt lượng tỏa ra môi trường lớn hơn so với lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng toả nhiệt. Hay dễ hiểu hơn thì tốc độ toả nhiệt chậm hơn so với tốc độ sinh nhiệt bên trong pin. Khi đó, nếu nhiệt độ trong pin tăng quá cao và đạt đến mức giới hạn thì một số chất trong pin sẽ phân huỷ hoặc phản ứng với nhau và gây phân tách, phá vỡ pin.
Khi áp suất bên trong pin đạt đến mức giới hạn, vỏ pin sẽ phồng lên và vỡ ra để làm giảm áp suất. Khi đó, các chất điện phân và các khí CO và H2 sẽ thoát ra ngoài. Gặp oxy ở môi trường bên ngoài và tạo ra hỗn hợp không khí-nhiên liệu. Khi tỷ lệ hỗn hợp này nằm trong phạm vi dễ cháy, chỉ cần các tia lửa điện hoặc bề mặt nóng cũng có thể đốt cháy hỗn hợp và sinh ra các ngọn lửa.
Cách phòng ngừa cháy nổ pin lithium
Để phòng ngừa nguy cơ cháy nổ pin lithium thì đòi hỏi pin phải được sản xuất từ các vật liệu và thiết bị an toàn. Trong đó, catot là yếu tố quan trọng quyết định đến độ ổn định nhiệt và bảo vệ pin khỏi nguy cơ cháy nổ. Và để tăng độ bền nhiệt cho pin, vật liệu catốt thường được phủ bằng các vật liệu như TiO2, LiNi0, 5Co0, 5O2, Al2O3, MgO, LixCoO2, thay thế một phần kim loại (như niken và nhôm thay cho một phần coban), hoặc pha tạp với các vật liệu như zirconium.
Ngoài ra thì hệ thống quản lý pin BMS cũng là một yếu tố quan trọng giúp bảo vệ pin khỏi nguy cơ cháy nổ nguy hiểm. Hệ thống quản lý pin sẽ giúp kiểm soát và ngăn ngừa việc sạc, xả quá mức, từ đó bảo vệ thiết bị an toàn và giảm nguy cơ cháy nổ pin.
Cách chữa cháy khi pin lithium xảy ra cháy nổ
Do đặc tính lan truyền cháy nhanh của pin lithium nên các đầu báo cháy cho các đám cháy pin lithium phải là các đầu báo cháy khói, thay vì các đầu báo cháy nhiệt. Điều này sẽ giúp phát hiện kịp thời đám cháy và khắc phục một cách nhanh chóng.
Về phương pháp chữa cháy, hiện nay giải pháp chữa cháy đối với các đám cháy pin lithium vẫn cần phải nghiên cứu sâu hơn. Vì hiện tại, các phương pháp được áp dụng vẫn có những ưu điểm và hạn chế nhất định. Cụ thể như sau:
- Đối với phương pháp dùng nước chữa cháy: Nước là chất chữa cháy rẻ nhất và làm mát hiệu quả các đám cháy pin lithium. Tuy nhiên, theo các thí nghiệm chữa cháy thì quá trình dập lửa phải kéo dài lâu hơn. Đồng thời, muối trong chất điện phân có thể phản ứng với nước để giải phóng một lượng lớn chất HF rất độc và gây hại cho con người. Ngoài ra, lithium cũng có thể khử nước và tạo thành khí dễ cháy hydro.
- Còn đối với phương pháp chữa cháy bằng bột chữa cháy ABC, CO2, chữa cháy phun sương hay bọt chữa cháy AFFF thì khả năng dập tắt lửa sẽ nhanh hơn, tuy nhiên lại xảy ra việc bắt lửa trở lại.
Do đó mà phương pháp sử dụng nước để chữa cháy các đám cháy pin lithium vẫn được đánh giá là hiệu quả hơn nếu không tính đến tính toàn vẹn của mạch điện.
Hi vọng, với những thông tin cung cấp trên đây về vấn đề cháy nổ của pin lithium, dienmattroivietnam.com đã giúp bạn đọc có được câu trả lời cho câu hỏi đầu bài Pin lithium có nổ không, cũng như các biện pháp phòng tránh, ngăn ngừa và chữa cháy đối với pin lithium. Cảm ơn bạn đọc đã quan tâm theo dõi!