ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและแนวทางการจัดการสำหรับแบตเตอรี่น้ำไหล

I. ความเสี่ยงหลักของแบตเตอรี่น้ำไหล

1. การลัดวงจรและความร้อน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวภายใน เมื่อน้ำแทรกซึมแบตเตอรี่อาจทำให้เกิดการสัมผัสโดยตรงระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบซึ่งนำไปสู่การลัดวงจร กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นทันทีในระหว่างการลัดวงจรสามารถเกินกระแสการทำงานปกติได้หลายครั้งหลายสิบครั้งทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและแม้กระทั่งการหลบหนีความร้อน ตัวอย่างเช่นในกรณีที่น้ำฝนไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระหว่างการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมโลหะและน้ำมีความรุนแรงทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจนและปล่อยความร้อนจำนวนมากในที่สุดทำให้แบตเตอรี่ระเบิดและส่งผลให้เกิดไฟไหม้รอบ ๆ สำหรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแรงสูงหากการปิดผนึกล้มเหลวหลังจากการแช่น้ำมันอาจนำไปสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่รุนแรงมากขึ้นโดยพลังงานที่ปล่อยออกมาเพียงพอที่จะทำให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรงต่อร่างกายของยานพาหนะ

2. การกัดกร่อนของโลหะและการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ

เมื่อน้ำสัมผัสกับส่วนประกอบโลหะเช่นอลูมิเนียมและทองแดงภายในแบตเตอรี่มันจะเร่งการกัดกร่อนออกซิเดชัน ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนอาจปิดกั้นช่องทางอิเล็กโทรไลต์เพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าอัตราการย่อยสลายความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลังจากการแช่น้ำสามารถถึง 30%-50%โดยมีการชาร์จและประสิทธิภาพการปล่อยลดลงต่ำกว่า 60%ของค่าปกติ แม้ว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะใช้อิเล็กโทรไลต์กรดซัลฟูริก แต่หากพวกมันถูกแช่อยู่ในน้ำที่มีสิ่งสกปรกการกัดกร่อนของขั้วจะเพิ่มความต้านทานต่อการสัมผัสซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวในการเริ่มต้นของยานพาหนะ

3. การขยายตัวของก๊าซและความเสียหายของโครงสร้าง 

หลังจากการแช่น้ำปฏิกิริยาทางเคมีเช่นการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์อาจเกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ทำให้เกิดก๊าซเช่นไฮโดรเจนและออกซิเจน ในบางกรณีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำประสบกับแรงดันภายในที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันทำให้ท่อกระพุ้งและในที่สุดก็นำไปสู่การรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์ที่รั่วไหลออกมาไม่เพียง แต่สึกกร่อนของปลอกแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังสามารถปนเปื้อนระบบไฟฟ้าของยานพาหนะซึ่งจะเป็นการเพิ่มค่าบำรุงรักษา หากแบตเตอรี่ที่มีแรงดันสูงความแข็งแรงที่ลดลงของปลอกอาจนำไปสู่การสลายตัวปล่อยสารเคมีที่เป็นภัยคุกคามต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์

ii. กลยุทธ์การตอบสนองสำหรับแบตเตอรี่น้ำแบบเบาะน้ำประเภทต่าง ๆ

1. แบตเตอรี่ตะกั่วกรด: สามารถซ่อมแซมการกัดกร่อนได้เล็กน้อยการปนเปื้อนอย่างรุนแรงต้องเปลี่ยน

แช่น้ำเล็กน้อย: หากมีเพียงเทอร์มินัลที่สัมผัสกับน้ำกลั่นแบตเตอรี่สามารถถอดออกได้เทอร์มินัลทำความสะอาดด้วยน้ำกลั่นแล้วเคลือบด้วยวาสลีนเพื่อป้องกันการเกิดสนิม หลังจากการอบแห้งให้ทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด หากแรงดันไฟฟ้าเป็นปกติและไม่มีการรั่วไหลแบตเตอรี่สามารถใช้งานต่อไปได้

แช่น้ำอย่างรุนแรง: หากอิเล็กโทรไลต์นั้นขุ่นหรือตกตะกอนจะต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์และแบตเตอรี่จะเปิดใช้งานใหม่ผ่านการชาร์จและการปล่อย อย่างไรก็ตามหากปลอกแบตเตอรี่มีการเปลี่ยนรูปหรือแผ่นภายในเป็นซัลเฟตขอแนะนำให้เปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมด

2. แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: การเข้าน้ำเล็กน้อยสามารถพยายามซ่อมแซมการแช่น้ำอย่างรุนแรง

น้ำเข้าเล็กน้อย: ปลดการเชื่อมต่อพลังงานทันทีถอดชุดแบตเตอรี่ทำความสะอาดแผงวงจรด้วยเอทานอลสัมบูรณ์แห้งแล้วทดสอบความสอดคล้องของแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ หากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 50MV และไม่มีการนูนสามารถใช้แบตเตอรี่ใหม่เพื่อใช้งานได้

แช่น้ำอย่างรุนแรง: หากชุดแบตเตอรี่แสดงการปนเปื้อนการรั่วไหลหรือแรงดันไฟฟ้าผิดปกติให้ติดต่อสถาบันมืออาชีพเพื่อการถอดชิ้นส่วนที่ปลอดภัย ข้อกำหนดการบำรุงรักษาบางอย่างอย่างชัดเจนต้องการให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนน้ำ-น้ำต้องผ่านการทดสอบ 12 ครั้งรวมถึงการทดสอบฉนวนและการทดสอบความจุก่อนที่พวกเขาจะสามารถตัดสินได้ว่าซ่อมแซมได้

3. แบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงดันสูง: เศษซากทันทีหากการปิดผนึกล้มเหลว 

ชุดแบตเตอรี่แรงดันสูงใช้การออกแบบการป้องกันหลายชั้น อย่างไรก็ตามหากคราบน้ำปรากฏบนปลอกหรือระบบการวินิจฉัยรายงานข้อผิดพลาดแบตเตอรี่จะต้องถูกนำออกทันที ผู้ผลิตรถยนต์รายหนึ่งกำหนดว่าแบตเตอรี่น้ำที่ถูกน้ำต้องผ่านการทดสอบ 6 ครั้งรวมถึงการทดสอบความรุนแรงและการทดสอบความต้านทานฉนวน หากการทดสอบใด ๆ ล้มเหลวแบตเตอรี่จะถูกตัดสินว่าเป็นเศษซาก เมื่อจัดการให้สวมชุดที่ป้องกันการระเบิดและถอดชุดแบตเตอรี่ในเว็บไซต์รีไซเคิลโดยเฉพาะ

iii. กระบวนการจัดการระดับมืออาชีพสำหรับแบตเตอรี่น้ำไหล

1. การกำจัดเริ่มต้น: การตัดการเชื่อมต่อและการแยกพลังงาน

การขาดการเชื่อมต่อพลังงานทันที: ตัดการเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่และวงจรไฟฟ้าของยานพาหนะเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรทำให้เกิดอาร์คไฟฟ้า

การแยกทางกายภาพ: ย้ายแบตเตอรี่ไปยังสถานที่แห้งและแห้งห่างจากเปลวไฟเปิดและวัสดุไวไฟ ตามสถิติจากแผนกดับเพลิงบางแห่งความน่าจะเป็นของแบตเตอรี่ที่ไหลเวียนของน้ำที่ติดไฟตามธรรมชาติในพื้นที่ จำกัด คือสามครั้งในสภาพแวดล้อมแบบเปิด

2. การตรวจสอบเชิงลึก: การประเมินหลายมิติ

การตรวจสอบลักษณะ: ใช้เอนโดสโคปเพื่อสังเกตว่ามีคราบน้ำการกัดกร่อนหรือโป่งภายในแบตเตอรี่

การทดสอบไฟฟ้า: ใช้เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวนเพื่อวัดความต้านทานของฉนวนระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบและปลอก ค่ามาตรฐานควรมากกว่า500mΩ

การทดสอบความจุ: ทดสอบความสามารถที่แท้จริงผ่านการชาร์จและการปลดปล่อยกระแสคงที่ หากความจุต่ำกว่า 80% ของค่าที่จัดอันดับแบตเตอรี่จะถูกตัดสินว่าล้มเหลว

3. การกำจัดอย่างปลอดภัย: การจำแนกและการจัดการ

แบตเตอรี่ซ่อมได้: ดำเนินการเช่นการอบแห้งการกำจัดสนิมและการเติมอิเล็กโทรไลต์ในตู้กันระเบิด หลังจากการซ่อมแซมแบตเตอรี่จะต้องผ่านการทดสอบรอบการชาร์จเต็มรูปแบบและการทดสอบวัฏจักรเต็มรูปแบบ 72- ชั่วโมง

เศษแบตเตอรี่: ส่งมอบให้กับองค์กรรีไซเคิลที่ผ่านการรับรองสำหรับการประมวลผล วิธีการเช่นการบดทางกายภาพตามด้วยการชะล้างสารเคมีใช้ในการกู้คืนโลหะเช่นโคบอลต์และลิเธียม จากข้อมูลจากองค์กรบางแห่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแต่ละก้อนสามารถกู้คืนได้ 150 กิโลกรัมของวัสดุแคโทดลิเธียมนิกเกิล-แมงเก็ต-แมงดา

iv. มาตรการป้องกันและการบำรุงรักษาตามปกติ

1. การเพิ่มประสิทธิภาพของการออกแบบกันน้ำ

การปรับปรุงการจัดอันดับ IP: เลือกชุดแบตเตอรี่ที่มีคะแนนการป้องกัน IP67 หรือสูงกว่า ผู้ผลิตรถยนต์พลังงานใหม่บางรายได้ลดอัตราความล้มเหลวของแบตเตอรี่หลังจากแช่น้ำจาก 12% เป็น 3% โดยการปรับโครงสร้างการปิดผนึกให้เหมาะสม

การออกแบบช่องระบายน้ำ: ตั้งค่าช่องระบายน้ำที่ด้านล่างของชุดแบตเตอรี่ มอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าบางคันได้ปรับปรุงความสามารถในการลุยน้ำ 40% จากการออกแบบนี้

2. การปรับปรุงนิสัยการใช้งาน

การควบคุมความลึกของลุย: ความลึกของลุยสำหรับจักรยานไฟฟ้าไม่ควรเกินความสูงของคันเหยียบ ยานพาหนะไฟฟ้าควรหลีกเลี่ยงการผ่านส่วนที่ความลึกของน้ำเกินศูนย์กลางของฮับล้อ ..

การตรวจสอบเป็นประจำ: ตรวจสอบความชราของแถบปิดผนึกปลอกแบตเตอรี่ทุกเดือน ใช้อิมเมจความร้อนอินฟราเรดเพื่อตรวจจับการกระจายอุณหภูมิของชุดแบตเตอรี่ อุณหภูมิที่ผิดปกติเพิ่มขึ้นอาจบ่งบอกถึงการลัดวงจรภายใน

3. การเตรียมการสำหรับการจัดการฉุกเฉิน

เครื่องมือออนบอร์ด: จัดเตรียมอุปกรณ์ฉุกเฉินเช่นถุงมือฉนวนมัลติมิเตอร์และสารตกตะกอน

ความคุ้มครองประกันภัย: ซื้อประกันน้ำลุยน้ำหรือประกันความเสียหายเฉพาะแบตเตอรี่ จากข้อมูลจาก บริษัท ประกันภัยแห่งหนึ่งค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาโดยเฉลี่ยสำหรับแบตเตอรี่น้ำที่ไหลผ่านน้ำคือ 60% -80% ของราคาแบตเตอรี่ดั้งเดิม

บทสรุป

การจัดการปัญหาแบตเตอรี่น้ำที่ไหลออกมาควรปฏิบัติตามหลักการของ "ความปลอดภัยก่อนการประเมินทางวิทยาศาสตร์และการกำจัดอย่างมืออาชีพ" ผู้ใช้ควรหลีกเลี่ยงการถอดประกอบแบตเตอรี่น้ำที่ไหลออกมาด้วยตัวเอง สถิติจากการเชื่อมโยงการบำรุงรักษาบางอย่างแสดงให้เห็นว่าความน่าจะเป็นของอุบัติเหตุทุติยภูมิที่เกิดจากไม่ใช่มืออาชีพในการจัดการแบตเตอรี่น้ำที่ถูกน้ำไหลอยู่สูงถึง 45% ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบตเตอรี่ชนิดใหม่เช่นแบตเตอรี่โซลิดสเตตและแบตเตอรี่กึ่ง-รัฐอาจแก้ปัญหาการแช่น้ำได้โดยพื้นฐาน อย่างไรก็ตามภายใต้เงื่อนไขทางเทคโนโลยีในปัจจุบันการปฏิบัติตามข้อกำหนดกันน้ำอย่างเคร่งครัดยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัย