लिथियम{{0}आयन बैटरियों के लिए कुछ सामान्य सुरक्षा मानक क्या हैं?

लिथियम-आयन बैटरियां (एलआईबी) जटिल इलेक्ट्रोकेमिकल और मैकेनिकल प्रणालियां हैं, जो दर्जनों अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों का विषय हैं। इस FAQ में, हम LIB सुरक्षा के प्रमुख पर्यावरणीय पहलुओं पर चर्चा करेंगे, लिथियम आयन बैटरियों के लिए सामान्य सुरक्षा मानकों की समीक्षा करेंगे, और परीक्षण कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक कस्टम बैटरी परीक्षण प्रयोगशाला का उपयोग करने पर विचार करेंगे।

कई एलआईबी सुरक्षा मुद्दे वोल्टेज और तापमान के प्रति उपकरणों की संवेदनशीलता से उत्पन्न होते हैं। बैटरियों को -30 से 55 डिग्री के तापमान रेंज के भीतर संचालन के लिए निर्दिष्ट किया जाता है।

55 डिग्री से ऊपर (लगभग 80 डिग्री तक), बैटरियां तेज इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं और इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड में तेजी से आयन प्रवासन के कारण बेहतर दर क्षमता प्रदर्शित करती हैं। इन परिस्थितियों में, प्रतिकूल प्रतिक्रियाएं गंभीर हो जाती हैं, जिससे क्षमता में तेजी से गिरावट आती है। 80 डिग्री से ऊपर, बैटरियां ख़राब होने लगती हैं, और 130 डिग्री से ऊपर का कोई भी तापमान बैटरी के घटकों को पिघला सकता है और संभावित रूप से प्रज्वलित कर सकता है।

ऑपरेटिंग वोल्टेज और तापमान लिथियम बैटरी सुरक्षा को प्रभावित करने वाले दो कारक हैं।

ऑपरेटिंग वोल्टेज और तापमान लिथियम बैटरी सुरक्षा को प्रभावित करने वाले दो कारक हैं। यह उदाहरण एनसीएम कोशिकाओं पर लागू होता है।

कम तापमान के कारण बैटरी का प्रदर्शन ख़राब हो सकता है और बैटरी ख़राब हो सकती है, लेकिन आम तौर पर इससे कोई सुरक्षा ख़तरा नहीं होता है। हालाँकि, ओवरचार्जिंग (अत्यधिक वोल्टेज) से कैथोड अपघटन और इलेक्ट्रोलाइट ऑक्सीकरण हो सकता है, जो एक सुरक्षा चिंता का विषय है। अधिक डिस्चार्जिंग (अत्यधिक वोल्टेज) के कारण एनोड पर ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस (एसईआई) विघटित हो सकता है और कॉपर फ़ॉइल ऑक्सीकरण हो सकता है, जिससे बैटरी को और नुकसान हो सकता है।

वोल्टेज और तापमान से संबंधित परिचालन और पर्यावरणीय मुद्दों के अलावा, यांत्रिक क्षति भी लिथियम आयन बैटरी (एलआईबी) के साथ सुरक्षा समस्याएं पैदा कर सकती है। इन चिंताओं को देखते हुए, एलआईबी के लिए सुरक्षा मानक भी व्यापक हैं।

लिथियम आयन बैटरियों के लिए पाँच सामान्य सुरक्षा मानक हैं:

1. आईईसी 62133

2. यूएन/डीओटी 38.3

3. आईईसी 62619

4. यूएल 1642

5. यूएल 2580

IEC 62133 लिथियम आयन बैटरियों और बैटरियों के लिए एक सुरक्षा परीक्षण मानक है, जो क्षारीय या गैर अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट्स वाली माध्यमिक बैटरियों और बैटरियों के परीक्षण के लिए सुरक्षा आवश्यकताओं को रेखांकित करता है। इसका उपयोग पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों और अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले एलआईबी का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। IEC 62133 रासायनिक और विद्युत खतरों को संबोधित करता है जो उपभोक्ताओं और पर्यावरण को खतरे में डाल सकते हैं, साथ ही कंपन और झटके जैसे यांत्रिक मुद्दों को भी संबोधित कर सकते हैं। UN/DOT 38.3 (जिसे T1-T8 परीक्षण और UN ST/SG/AC.10/11/Rev. 5 के रूप में भी जाना जाता है) सभी LIB, लिथियम धातु बैटरी और बैटरियों के लिए परिवहन सुरक्षा परीक्षण को कवर करता है। परीक्षण मानक में आठ परीक्षण (T1 - T8) शामिल हैं, प्रत्येक विशिष्ट परिवहन खतरों पर केंद्रित है। यूएन/डीओटी 38.3 एक स्व-प्रमाणन मानक है और इसके लिए स्वतंत्र तृतीय-पक्ष परीक्षण की आवश्यकता नहीं है; हालाँकि, किसी घटना की स्थिति में मुकदमेबाजी के जोखिम को कम करने के लिए तीसरे पक्ष की परीक्षण प्रयोगशालाओं का उपयोग आम है।

लिथियम बैटरी के लिए कई सामान्य पैकेजिंग और सुरक्षित परिवहन मानक (तालिका 1) इस प्रकार हैं:

1. UN3090 लिथियम धातु बैटरी, घटकों के रूप में परिवहन की गई

2. UN3480, LIBs, घटकों के रूप में ले जाया गया

3. UN3091 लिथियम धातु बैटरियों को उपकरण के साथ ले जाया या पैक किया गया

4. UN3481, LIBs को उपकरण के साथ ले जाया या पैक किया गया।

कई प्रकार की लिथियम बैटरियों को खतरनाक सामग्री माना जाता है और परिवहन के दौरान विशेष हैंडलिंग की आवश्यकता होती है। IEC 62619 इलेक्ट्रॉनिक और अन्य औद्योगिक अनुप्रयोगों में एलआईबी के लिए सुरक्षा अनुप्रयोग आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करते हुए, माध्यमिक लिथियम आयन बैटरी और बैटरी पैक के लिए सुरक्षा मानकों को शामिल करता है। IEC 62619 मानक परीक्षण आवश्यकताएँ स्थिर और संचालित दोनों अनुप्रयोगों पर लागू होती हैं।

स्थिर अनुप्रयोगों में दूरसंचार, निर्बाध बिजली आपूर्ति (यूपीएस), ऊर्जा भंडारण प्रणाली, उपयोगिता स्विच, आपातकालीन बिजली आपूर्ति और इसी तरह के अनुप्रयोग शामिल हैं। संचालित अनुप्रयोगों में सड़क वाहनों को छोड़कर फोर्कलिफ्ट, गोल्फ कार्ट, स्वचालित निर्देशित वाहन (एजीवी), रेल और समुद्री शामिल हैं।

यूएल 1642 लिथियम आयन बैटरी सुरक्षा के लिए यूएल मानक है, जो इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में बिजली स्रोतों के रूप में उपयोग की जाने वाली प्राथमिक और माध्यमिक लिथियम आयन बैटरी के लिए मानक आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है।

यूएल 1642 कवर:

1. तकनीशियन {{1}बदली जाने योग्य लिथियम {{2}आयन बैटरियां जिनमें 5.0 ग्राम (0.18 औंस) या उससे कम धात्विक लिथियम होता है। 5.0 ग्राम से अधिक लिथियम सामग्री वाली बैटरियों को आवश्यकताओं (यदि लागू हो) के अनुपालन के आधार पर आंका जाएगा और उनके इच्छित उपयोग के लिए उनकी उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए अतिरिक्त परीक्षण और निरीक्षण के अधीन किया जाएगा।

2. उपयोगकर्ता - बदली जाने योग्य लिथियम बैटरी, प्रत्येक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में 4.0 ग्राम (0.13 औंस) से अधिक लिथियम धातु और 1.0 ग्राम (0.04 औंस) से अधिक लिथियम धातु नहीं होती है। 4.0 ग्राम से अधिक या 1.0 ग्राम से अधिक लिथियम वाली बैटरियों को यह निर्धारित करने के लिए आगे निरीक्षण और परीक्षण की आवश्यकता होती है कि बैटरी या सेल अपने इच्छित उपयोग के लिए उपयुक्त है या नहीं।

UL1642 लिथियम बैटरी के अंतर्ग्रहण से विषाक्तता के जोखिम या बैटरी क्षति या काटने के कारण लिथियम धातु के संपर्क के जोखिम को कवर नहीं करता है।

UL2580x इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के लिए UL सुरक्षा मानक है, जिसमें कई परीक्षण शामिल हैं, जिनमें शामिल हैं:

उच्च -वर्तमान बैटरी शॉर्ट सर्किट: पूरी तरह से चार्ज किए गए नमूने पर चलाएं। 20 mΩ से कम या उसके बराबर के कुल सर्किट प्रतिरोध का उपयोग करके नमूने को शॉर्ट सर्किट करें। स्पार्क इग्निशन नमूने में ज्वलनशील गैस की उपस्थिति का पता लगाता है, जिसमें विस्फोट या आग का कोई संकेत नहीं होता है। इसके अलावा, वाष्प निर्दिष्ट वेंट या सिस्टम के माध्यम से बाहर नहीं निकलते हैं। आवरण के टूटने या देखने योग्य इलेक्ट्रोलाइट रिसाव का कोई संकेत नहीं है। यदि शॉर्ट सर्किट परीक्षण के बाद एलआईबी चालू रहता है, तो यह निर्माता के विनिर्देशों के अनुसार चार्ज और डिस्चार्ज चक्र से गुजरेगा। लघु सर्किट परीक्षण उप-घटकों पर किया जा सकता है, संपूर्ण ऊर्जा भंडारण असेंबली (ईईएसए) पर नहीं।

बैटरी क्रशिंग: पूरी तरह से चार्ज किए गए नमूने पर चलता है और ईईएसए अखंडता पर वाहन की टक्कर के प्रभाव का अनुकरण करता है। शॉर्ट सर्किट परीक्षण के समान, स्पार्क इग्निशन नमूने के भीतर ज्वलनशील गैस सांद्रता की उपस्थिति का पता लगाता है, और विस्फोट या आग का कोई संकेत नहीं है। कोई जहरीली गैसें नहीं निकलतीं.

बैटरी सेल क्रशिंग (वर्टिकल): पूरी तरह से चार्ज किए गए नमूने पर चलता है। क्रशिंग परीक्षण के दौरान लगाया गया बल बैटरी के वजन के 1000 गुना तक सीमित होना चाहिए। क्रशिंग परीक्षण के समान, स्पार्क इग्निशन नमूने के भीतर ज्वलनशील गैस सांद्रता की उपस्थिति का पता लगाता है, और विस्फोट या आग का कोई संकेत नहीं है। कोई जहरीली गैसें नहीं निकलतीं.

एलआईबी टेस्ट चैंबर

एलआईबी का पूर्ण परीक्षण स्वाभाविक रूप से एक खतरनाक गतिविधि है। डीप डिस्चार्ज, शॉर्ट सर्किट, उच्च तापमान और विभिन्न प्रकार के यांत्रिक दुरुपयोग के कारण डीगैसिंग, आग या विस्फोट संभव है।

कर्मियों को चोट लगने की संभावना को कम करने के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए एलआईबी परीक्षण और भंडारण कक्ष विकसित किए गए हैं। एक उदाहरण आंतरिक और बाहरी अग्नि सुरक्षा के साथ 90 मिनट के अग्निरोधक कमरे में चलना है, जिसका उपयोग परीक्षण कक्ष या भंडारण एलआईबी (चित्र 2) के रूप में किया जा सकता है।

लोगों और पर्यावरण की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन की गई सुविधाओं में शामिल हैं:

क) दुर्घटना की स्थिति में आंतरिक और बाहरी दबाव को संतुलित करने के लिए छत पर दबाव कम करने वाली सतह।

बी) खतरनाक या विस्फोटक गैसों के तेजी से निष्कर्षण के लिए उच्च प्रदर्शन वेंटिलेशन।

ग) खतरनाक प्रतिक्रियाओं या आग को नियंत्रित करने में मदद के लिए अक्रिय गैस इंजेक्ट करने की क्षमता।

घ) आग लगने की चेतावनी देने के लिए फायर सेंसर और एकीकृत अग्नि शमन प्रणाली।

ई) डीगैसिंग की पहचान करने के लिए अतिरिक्त गैस सेंसर और आवश्यकतानुसार अतिरिक्त सेंसर और सिग्नल रिले का स्थान।

संक्षेप में, लिथियम आयन बैटरियों में लिथियम धातु की मात्रा का मतलब है कि वे बैटरी संचालित प्रणालियों के उपयोगकर्ताओं के लिए संभावित खतरा पैदा करती हैं। एलआईबी सुरक्षा खतरों में अधिक डिस्चार्ज, शॉर्ट सर्किट, उच्च तापमान और यांत्रिक दुरुपयोग शामिल हैं। लिथियम आयन बैटरियों के लिए दर्जनों अंतर्राष्ट्रीय सुरक्षा मानक और डिज़ाइन आवश्यकताएँ हैं। यह आलेख लिथियम आयन बैटरियों के लिए पांच सामान्य सुरक्षा मानकों के साथ-साथ एलआईबी परीक्षण कक्ष को नामित करते समय कुछ बुनियादी विचारों का परिचय देता है।