Sicherheit von Batterien: Was ist Off-Gasing und warum tritt es auf?

Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie treiben alles an, vom Smartphone bis zum Elektrofahrzeug. Aber haben Sie jemals über die potenziellen Risiken nachgedacht, die mit den Batterien verbunden sind, die das reibungslose Funktionieren dieser Geräte ermöglichen? Die Fortschritte in der Batterietechnologie haben unsere Lebensweise revolutioniert, aber es ist wichtig, sich mit den potenziellen Gefahren dieser Energiequellen auseinanderzusetzen.

Lithium-Ionen-Batterien sind brennbar und gefährlich, mit dem Potenzial eines gefährlichen und explosiven thermischen Durchgehens - was nicht nur verheerende Folgen für die Umwelt und das Eigentum haben, sondern auch Menschenleben bedrohen kann. Daher ist es wichtig, die ersten Anzeichen einer möglichen Katastrophe zu erkennen - die Entgasung.

Verstehen Sie Off-Gassing: Die stille Emission

Unter Off-Gasing versteht man die Freisetzung von Gasen aus Lithium-Ionen-Batterien, die oft auf Missbrauch oder Fehlgebrauch zurückzuführen ist. Wenn eine Batterie Bedingungen wie Überladung, Überentladung oder physischen Schäden ausgesetzt ist, kann dies zum Zusammenbruch interner Komponenten führen, was die Freisetzung von Gasen verursacht. Zu diesen Gasen gehören in der Regel Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und andere flüchtige organische Verbindungen, die für jeden, der mit ihnen in Berührung kommt, giftig sein können.

Erklärung der Ausgasungsdynamik:

Die Dynamik der Entgasung ist je nach Batterieaufbau unterschiedlich. In geschlossenen Anlagen wie Gestellen oder kleinen Gehäusen können sich die Ausgasungen in dem begrenzten Raum ansammeln, was das Risiko eines Druckaufbaus und einer Entzündung erhöht. In offenen Aufbauten, wie z. B. bei Installationen im Freien, kann sich die Ausgasung leichter abbauen, stellt aber in schlecht belüfteten Bereichen immer noch ein Risiko dar.

Wie es zur Entgasung kommt und der Zeitplan:

Obwohl es sich nicht immer um eine garantierte Vorstufe zum thermischen Durchgehen von Lithium-Ionen-Batterien handelt, treten Entgasungsereignisse in der Regel zu einem frühen Zeitpunkt ihres Versagens auf. Thermisches Durchgehen tritt auf, wenn eine Batterie unkontrolliert erhitzt wird, was zu einem raschen Anstieg von Temperatur und Druck in der Zelle führt. Diese Eskalation kann schließlich dazu führen, dass die Batterie Feuer fängt oder explodiert, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.

Der Zeitrahmen für die Entgasung kann je nach Schwere des Missbrauchs und des Batterietyps variieren. In einigen Fällen kann die Entgasung allmählich im Laufe der Zeit auftreten, wenn die Batterie wiederholt belastet wird, während sie in anderen Fällen plötzlich aufgrund eines einzigen Ereignisses, wie z. B. einer Überladung, auftreten kann.

Faktoren, bei denen Off-Gassing auftreten kann:

• Physische Beschädigung: Jegliche Beschädigung der Batterie, wie z. B. Einstiche oder Quetschungen, kann dazu führen, dass sich die internen Komponenten zersetzen, was zu einer Entgasung führt.
• Überladung: Übermäßiges Aufladen kann zur Zersetzung der Elektrolyte in der Batterie und damit zu Gasbildung führen.
• Überhitzung: Wie die Ausgasung kann auch übermäßige Hitze einen thermischen Durchschlag auslösen, indem sie die interne Chemie der Batterie destabilisiert.
• Überentladung: Das Entladen einer Batterie über den empfohlenen Grenzwert hinaus kann ebenfalls zur Freisetzung von Gasen führen.
• Interne Kurzschlüsse: Jede Fehlfunktion, die einen Kurzschluss innerhalb der Batterie verursacht, kann einen thermischen Durchschlag auslösen.
• Herstellungsmängel: Fehlerhafte Herstellungsverfahren können Schwachstellen in der Batteriestruktur verursachen, die sie anfälliger für thermisches Durchgehen machen.

Welche Gefahren birgt die Bildung von Off-Gassing?

Die Ansammlung von Ausgasungen kann dazu führen, dass sich der Batteriespeicher in einen Druckbehälter verwandelt, der nur auf einen Funken zur Entzündung wartet. Um dieses Risiko zu mindern, ist ein überwachtes Belüftungssystem unerlässlich. Darüber hinaus ist die Einhaltung der FM-Normen von entscheidender Bedeutung, da BESS einen LFL-Wert von weniger als 25 % einhalten oder über einen Behälter verfügen sollten, der sich öffnen lässt, um Gas abzulassen, damit die Sicherheit im Falle einer Entgasung gewährleistet ist.

Warum die frühzeitige Erkennung von Ausgasungen von entscheidender Bedeutung ist:

Die frühzeitige Erkennung spielt eine entscheidende Rolle bei der Verhinderung katastrophaler Vorfälle in Batterien. Durch die frühzeitige Erkennung von Anzeichen einer Entgasung können die Betreiber eingreifen, bevor die Situation zu einem thermischen Durchgehen eskaliert. Hier erfahren Sie, warum Früherkennung so wichtig ist:

1. Vorbeugende Wartung: Eine frühzeitige Erkennung ermöglicht eine rechtzeitige Wartung und Korrektur von Batterieproblemen, bevor sie sich verschlimmern. Die routinemäßige Überwachung der Abgasbildung kann dazu beitragen, zugrunde liegende Probleme in Batteriesystemen zu erkennen, wie z. B. Überladung oder interne Schäden, was eine proaktive Wartung zur Risikominderung ermöglicht.
2. Risikominderung: Die Ausgasung dient als Frühwarnzeichen für potenzielle Batterieausfälle. Durch die Überwachung des Ausgasungsniveaus können die Betreiber Maßnahmen zur Risikominderung ergreifen, wie z. B. die Anpassung der Ladeparameter oder die Isolierung von Batterien mit Fehlfunktionen, um ein thermisches Durchgehen und die damit verbundenen Gefahren zu verhindern.
3. Erhöhte Sicherheit: Die rechtzeitige Erkennung von Ausgasungen erhöht die Sicherheit von Personal und Eigentum. Es bietet die Möglichkeit, betroffene Bereiche zu evakuieren, Notfallprotokolle zu implementieren und die Auswirkungen von batteriebedingten Zwischenfällen auf die Umgebung zu minimieren. Außerdem verringert ein frühzeitiges Eingreifen die Wahrscheinlichkeit von Verletzungen und Sachschäden, die durch thermische Entweichungen entstehen.
4. Kosteneinsparungen: Die frühzeitige Erkennung von Ausgasungen kann dazu beitragen, kostspielige Reparaturen oder den Austausch beschädigter Batterien und Geräte zu vermeiden. Durch proaktives Handeln können die Betreiber die Lebensdauer der Batterien verlängern, die Leistung optimieren und ungeplante Ausfallzeiten vermeiden, was im Laufe der Zeit zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
5. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Viele behördliche Normen und Richtlinien schreiben die Überwachung von Ausgasungen als Teil von Batteriesicherheitsprotokollen vor. Eine frühzeitige Erkennung gewährleistet die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und demonstriert das Engagement für die Aufrechterhaltung eines sicheren Batteriebetriebs in Übereinstimmung mit den Industriestandards.

Der Einsatz robuster Gasdetektionssysteme und -technologien zur frühzeitigen Erkennung von Ausgasungen ist für ein proaktives Risikomanagement und die Aufrechterhaltung der Integrität von Batteriesystemen unerlässlich. Indem sie der Früherkennung Priorität einräumen, können sich die Beteiligten vor potenziellen Gefahren schützen, Störungen minimieren und die sichere und nachhaltige Nutzung der Batterietechnologie in verschiedenen Anwendungen fördern.

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