Phòng ngừa rủi ro khi dùng pin lithium

Các nhân tố rủi ro có thể gặp phải khi dùng pin Lithium và ắc quy axit chì 

Pin lithium-ion hoạt động tốt hơn pin axit chì nên chúng ngày càng phổ dụng, đặc biệt trong công nghiệp. Ắc quy axit chì có thể gây ra rủi ro an toàn cho người lao động do trọng lượng nặng, cần bảo trì thường xuyên, cụ thể và khả năng rò rỉ khí độc.

Nếu bạn đang tìm nơi để bắt đầu tìm hiểu về độ an toàn của pin lithium-ion thì đây là hướng dẫn cách thực hiện và các tiêu chí cần cân nhắc khi lựa chọn và đánh giá pin.

Dung dịch điện phân:

Chất điện phân trong pin là dung dịch bên trong pin đóng vai trò là chất xúc tác để dẫn điện. Trong pin lithium-ion, chất điện phân thường bao gồm các chất hữu cơ carbonat khác nhau tùy theo nhà sản xuất.

Trong ắc quy axit chì, chất điện phân là axit sulfuric, axit này rất có hại nếu bị đổ hoặc bắn vào da. Theo thời gian, nồng độ chất điện phân trong ắc quy axit chì sẽ giảm xuống và cần được thay thế thường xuyên. Để thay thế chất điện phân của ắc quy và duy trì hiệu suất, ắc quy axit chì cần được bảo trì bằng nước định kỳ. Công nhân phải cẩn thận đổ đúng lượng nước cần thiết và chỉ thực hiện khi ắc quy đã được sạc đầy và nguội. Không giống như ắc quy axit chì, chất điện phân của pin lithium-ion được bịt kín vĩnh viễn bên trong pin và không cần bảo trì.

Quy trình sạc

Sạc pin lithium-ion rất khác so với sạc ắc quy axit chì. Pin lithium cho phép “sạc bán phần”,

Quá trình sạc ắc quy có giải phóng khí hydro và oxy hay còn gọi là hiện tượng “xả khí”. Vì vậy, khi sạc ắc quy cần đưa ra khỏi thiết bị và chuyển đến một trạm sạc riêng có hệ thống thông gió và có đồng hồ đo nồng độ khí trong không khí để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Ắc quy khá nặng, vì vậy việc di chuyển không dễ dàng và an toàn. Bạn sạc được pin lithium trong xe mà không cần tháo rời khỏi thiết bị.

Cách an toàn và hiệu quả nhất để sạc ắc quy axit chì là sạc nhiều giai đoạn. Nếu quá trình sạc không được chia nhỏ thành các bước một cách cẩn thận thì sẽ xảy ra hiện tượng thoát khí quá mức, điều này có thể tạo ra môi trường rất nguy hiểm nếu ắc quy quá nóng với các loại khí rất dễ cháy.

Thermal runaway là gì và tại sao nó nguy hiểm?

Thermal runaway là một phản ứng dây chuyền làm tăng nhiệt độ nhanh chóng trong pin quá nóng, có thể gây ra thảm họa. Hiện tượng này xảy ra khi pin bị lạm dụng, và là một trong những rủi ro an toàn lớn nhất liên quan đến pin công nghiệp.

Thermal runaway đối với ắc quy axit chì có thể xảy ra khi sạc quá dòng, thông gió kém hoặc nhiệt độ hoạt động cao.

Đối với Pin lithium-ion , hiện tượng này xảy ra phổ biến nhất do nhiệt độ hoạt động cao hoặc đoản mạch. Rủi ro này có thể được giảm thiểu bằng Hệ thống quản lý pin (BMS) liên tục kiểm tra độ ổn định nhiệt và cơ học của pin, đồng thời tắt nếu pin quá nóng.

Phòng ngừa rủi ro

Hệ thống quản lý pin (BMS) giúp ngăn ngừa rủi ro như thế nào?

BMS hay còn gọi là “bộ não” của pin lithium-ion và lưu trữ dữ liệu vận hành về pin có thể được truy cập để phân tích hiệu suất. BMS quản lý việc sạc pin và thực hiện tự động cân bằng các ô gần đầu sạc, ngăn ngừa việc sạc quá mức và cải thiện hiệu suất của pin.

Ắc quy axit chì không được tích hợp BMS nên việc giảm sát hiệu quả hoạt động vô cùng khó khăn.

Thực hành thải bỏ pin an toàn để quản lý rủi ro

Một số kim loại được sử dụng trong pin được coi là nguy hiểm và cần được tái chế để ngăn ngừa ô nhiễm môi trường nhiều hơn. Vì công nghệ lithium-ion còn tương đối mới với người sử dụng, nên việc xử lý pin lithium-ion và ảnh hưởng của nó đến môi trường không được ghi chép rõ ràng như ắc quy axit chì. Tuy nhiên, nhìn chung, chúng thường không chứa các kim loại độc hại như chì nên chúng không gây hại cho môi trường và có thể xử lý tại các bãi chôn lấp.

Chì có trong pin axit chì gây ra các vấn đề về môi trường từ đầu đến cuối, ngay cả trong quá trình tái chế. Ắc quy chì chiếm khoảng 85% lượng tiêu thụ chì của thế giới và các báo cáo ô nhiễm bạn có thể tìm thấy trên internet.

Do nhu cầu tái chế vật liệu pin nên các nhà máy tái chế ngày càng phát triển, nơi pin được lấy đi khi pin hết tuổi thọ. Hầu hết các doanh nghiệp bán pin đều có các lựa chọn tái chế và thay thế, trong đó họ sẽ tái chế pin cho bạn. Khi tìm kiếm loại pin phù hợp, điều quan trọng là phải hỏi nhà cung cấp pin về các phương pháp tái chế pin của họ và các lựa chọn khi pin hết tuổi thọ.

Tuổi thọ pin càng dài thì dấu chân carbon càng nhỏ

Chúng ta cần tính tới tuổi thọ của pin khi đánh giá tác động môi trường tổng thể.

Tuổi thọ của pin được đo bằng chu kỳ sạc, là số lần pin có thể cạn kiệt và sạc lại trước khi mất đi một lượng dung lượng ban đầu nhất định. Tuổi thọ của pin lithium-ion thường dài hơn hai lần so với tuổi thọ của ắc quy axit chì, cung cấp năng lượng cho chu kỳ 2000-3000 so với chu kỳ 1000-1500 của ắc quy.

Loại pin Lithium-Ion tốt nhất là gì?

Không phải tất cả pin lithium-ion đều được tạo ra như nhau và độ ổn định bên trong của chúng có thể khác nhau rất nhiều tùy theo thành phần hóa học của chúng. Các thiết bị chạy bằng pin lithium nhỏ và có thể đeo được thường sử dụng một loại hóa chất pin lithium-ion khác với các thiết bị công nghiệp lớn hơn.

Các loại hóa chất lithium-ion khác nhau bao gồm:

• Lithium Titanate, thường được sử dụng trong xe điện, ứng dụng âm thanh xe hơi và thiết bị y tế di động.
• Lithium Cobalt Oxide, chủ yếu được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và các thiết bị hỗ trợ nhỏ hơn.
• Lithium Niken Mangan Cobalt Oxide, được sử dụng trong xe điện, xe đạp điện và thiết bị y tế.
• Lithium Iron Phosphate, thường được sử dụng trong xe nâng và thiết bị xử lý vật liệu.

Kết luận: Khi vận hành pin lithium, bạn cần tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất để giảm thiểu rủi ro. Trong trường hợp xử lý sai, pin lithium iron phosphate nhìn chung là an toàn nhất so với các loại hóa chất lithium-ion khác.