למה סוללות ליתיום מתלקחות או מתפוצצות?

בשנים האחרונות אנחנו שומעים על יותר ויותר סוללות ליתיום שמתלקחות בתוך בתים, וגורמות לנזקים אדירים לרכוש, כמו גם לנזקי גוף לבני אדם.
לא מזמן היה את הסיפור הידוע של סוללות הגלאקסי 7 שהיו מתפוצצות במהלך טעינה, מה שרק הוסיף לפאניקה הכללית.

ראינו לנכון להעלות כתבה שתסביר את הסיבות להתלקחות סוללות ליתיום, וגם תספק לנו מספר פתרונות וכללי זהירות כאשר אנחנו טוענים אופניים חשמליים, קורקינט חשמלי, הובר בורד, או כל כלי חשמלי אחר עם סוללת ליתיום.

בואו נבין לרגע מה זאת סוללת ליתיום

סוללות הליתיום שאנחנו רואים למשל באופניים חשמליים, בנויות ממספר רב של תאי סוללה המחוברים יחד באמצעות מוליכים.

תא סוללה הוא תא אלקטרו כימי שבנוי מ: 1. חומצה  2.חומר מבודד (סוג של קרטון קשיח)  3. פחיות מתכת מוליכות.
זה כל הסיפור!

הנקודה החשובה להבין, שהחומצה המכילה ליתיום, היא נוזל דליק ביותר, שכל עוד הוא נשאר ארוז בתוך תא הסוללה אז הוא לא מפריע לאף אחד ואין כל סכנה.  בדיוק כמו מיכל הדלק שברכב הבנזין – כל עוד הדלק נשאר בתוך קופסת המתכת וללא חמצן, לא יכולה להיות התלקחות, אבל אם ננקב את מיכל הדלק וגם נספק לו ניצוץ, תהיה התלקחות אדירה.

לפני שאנחנו נכנסים לסיבות לכך שסוללות ליתיום מתלקחות, אנחנו רוצים ברשותכם לבאר איזו שהיא אמונה טפלה לגבי התלקחות סוללות ליתיום:

סוללות ליתיום לא מתפוצצות כמו שרואים בסרטי הפעולה האמריקאיים. ממש לא!
הסוללות פשוט מתלקחות במהירות, והתפשטות האש מסביבן יכולה להיראות כמו פיצוץ.
אבל אין שם "בום" ולרוב אין סכנה אמיתית ברדיוס של 2 מטר מהסוללה כשהיא מתלקחת, כך שכללי הזהירות הנכונים יכולים למנוע 99% מהאסונות שקרו עד היום.

הסוללות המסוכנות והמתלקחות ביותר הן סוללה מסוג ליפו  LIPO, בשמן המלא ליתיום פולימר – אלה הסוללות בעלות התאים השטוחים המלבניים, נמצאים באריזת ניילון. השימוש בתאים האלה יהיה לרוב בטיסנים, רחפנים וסקייטבורדים, בגלל זרם הפריקה הגבוה של התאים האלה וגם עלות נמוכה יחסית של סוללות הליפו.
אפילו ההגיון הפשוט אומר שסוללה באריזת ניילון מסוכנת הרבה יותר מאריזת מתכת, ואם נוסיף את הכימיה הדליקה שיש בתאים האלה, קיבלנו תא סוללה שכל טעינת יתר תהפוך אותו לדליקה גדולה.

ראו סרטון שמראה התלקחות מבוקרת של סוללות ליתיום מסוג LIPO. אמנם נראה מסוכן, אבל במרחק נכון מהסוללה אין סכנה לגוף, ואם אין לאש במה להיתפס, ניתן לכבות אותה
הניסוי כאן נעשה בהכנסת טעינת יתר לתא הסוללה

החיסרון הגדול ביותר של סוללות הליפו הוא, שהן מתנפחות אפילו מטעינת יתר של 0.1V מעל המותר ומעבר לכך מתלקחות, מה שהופך אותן לרגישות מאוד לכשל במעגל האלקטרוני שבמטען, או בהתאמה לא נכונה בין המטען לסוללה.

רבות מהדליקות שהיו בבתים בשנים האחרונות, קשורות לחוסר מקצועיות של חנויות אופניים חשמליים, שסיפקו ללקוחות סוללות ליפו עם מטענים שנתנו טעינת יתר.  כמובן שלאחר הדליקה כבר לא יהיה ניתן לדעת מה המתח שהמטען סיפק לסוללה, אך במסקנות מלומדות של אופי תאי הליפו ניתן להגיע בקלות לסיבת הדליקה.

סוללות נטענות מסוג ‭Lithium-ion‬ (או כפי שהן מוכרות יותר, ‭(Li-Ion‬ הן בין הסוללות הבטוחות לשימוש במצבים של טעינת יתר, ועם זאת כשהן סופגות מכה חזקה או חירור התא, הן יכולות להתלקח כמו לפיד.
סוללות ה LI-ION הן הסוללות הפופולאריות ביותר, והן לרוב מגיעות בצורה גלילית בתוך אריזת מתכת (קצת דומות לסוללות ה AA, רק גדולות יותר). הסיבה לפופולאריות שלהן קשורה לדחיסות האנרגיה הגבוהה שלהן, או במילים פשוטות – הן מכילות הכי הרבה אנרגיה יחסית לגודל שלהן.
אלה הסוללות הנפוצות כיום באופניים חשמליים, ברכבים חשמליים, ובטלפונים הסלולאריים.

כללי בטיחות לסוללות ליתיום:

1. ככלל אצבע, סוללות ליתיום יון מתלקחות מ 2 סיבות עיקריות: * איכות סוללה ירודה * נזק פיזי או מכה
2. סוללות לי-יון יכולות לספוג טעינת יתר גבוהה מבלי להתלקח, אך טעינת יתר יכולה לגרום להן לתסוס ולפלוט גזים רעילים, ולכן – תמיד לדאוג שהטעינה מתבצעת באזור מאוורר.
3. כאשר טוענים את האופניים החשמליים בבית או במקום סגור, לדאוג שהאופניים או הסוללה יעמדו במרכז החדר על רצפה לא דליקה (אריחים למשל), כשמסביב לא נמצא אף חפץ ברדיוס של 2 מטר לפחות.
   חשוב להבין שההתלקחות האפשרית של סוללת הליתיום לא תוכל להגיע למרחק גדול יותר מ 2 מטרים, ולכן גם אם קרה והייתה התלקחות של הסוללה, הבית ישאר שלם וגם האנשים שבתוכו.
4. לקנות גלאי עשן עצמאי עם צפצוף חזק, ולהתקין את גלאי העשן מעל מקום הטעינה של הסוללה. במקרה של דליקה הגלאי יצפצף ויעיר את יושבי הבית.
5. במידה והסוללה נשלפת מהאופניים, אז תמיד לשלוף אותה מהאופניים ולטעון אותה במרכז החדר על הרצפה, מה שימנע התלקחות של כל האופניים ואז יהיה הרבה יותר לכבות את האש, מלבד העובדה שכך ינצלו לנו האופניים החשמליים במקרה דליקה.
6. במקרה של טעינת סוללה נשלפת, להחזיק בחדר דלי גדול מלא מים ואת חפירה, כך שבמקרה והסוללה מתלקחת יהיה ניתן להרים אותה עם את החפירה ולזרוק אותה לתוך המים.  מצאנו שזאת הדרך הטובה ביותר לכבות סוללה בוערת.
7. אם הסוללה אינה נשלפת, אז להחזיק בבית מטף CO2 גדול תלוי במקום נראה לעין, כך שבמצב חרום לא יהיה צורך לחפש אותו.
8. אחת הדרכים הטובות ביותר להרגיע או לכבות דליקה של סוללת ליתיום היא מים.  פשוט מים זורמים בלחץ, שמקררים את הסוללה ומונעים התאים הבוערים להמשיך את תגובת השרשרת ולהדליק את שאר התאים. מומלץ לדאוג שיהיה בבית צינור מים מחובר לברז, ושיהיה נגיש.
9. חשוב ביותר: כאשר סוללת ליתיום נדלקת, לא לנסות ולכבות אותה כדבר ראשון, אלא להרחיק אותה מחפצים ומבני אדם.
   אם אפשר להוציא אותה החוצה באמצעות את חפירה או כל כלי מתכת אחר, אז מה טוב, אבל בכל מקרה לא לזנק על הסוללה במחשבה שהולכים לכבות את האש שלה, מהסיבה הפשוטה שזה כמעט בלתי אפשרי.
   אם תא סוללה חורר והתלקח, אז כמות החומר הדליק שנפלט ממנו יוצר אש כמעט בלתי ניתנת לעצירה, ועדיף להמתין זמן קצר ולתת לחומר הדליק להישרף מאשר לנסות לעצור את האש.  מה שכן ניתן לעשות זה לקרר את תאי הסוללה באמצעות מים או מטף CO2, וגם אז לא לצפות לכיבוי מיידי. כן, ברוב המקרים מתרחשת סיטואציה בה בעל האופניים מתבונן בסוללה בוערת לאחר שהרחיק אותה מאזור הסכנה, ויצטרך להשלים עם העובדה שהלכה הסוללה ואולי גם האופניים החשמליים, מצב טוב יחסית – כל עוד הבית שלו נשאר שלם.
10. חשוב לא פחות, במצב של התלקחות סוללת ליתיום, לפתוח את כל החלונות ואת הדלתות כדבר ראשון, ורק אז לטפל בדליקה.
    קחו בחשבון שהבריאות שלכם, שלא לדבר החיים שלכם, הרבה יותר חשובים מהסוללה, וגם מכל הבית.
    ברוב המקרים עם דליקות בכלל, הנזק העיקרי לאנשים הוא שאיפת עשן ולא כוויות. כי כוויה יקבל רק מי שנמצא במגע ישיר עם האש, אבל שאיפת עשן ואדים רעילים אפשר לשאוף בכל חלקי הבית.
11. לא לנסות!!  ממש לא לנסות לכבות סוללת ליתיום בוערת באמצעות שמיכה או כל בד אחר.  הסוללה הבוערת מייד תעלה באש כל חומר דליק שיבוא איתה במגע, מה שרק יגדיל את הדליקה, שלא לדבר על הסכנה של מי שיניח את השמיכה על הסוללה הבוערת
12. איכות – איכות – איכות!! ההבדל בין סוללה איכותית לבין סוללה באיכות גרועה יכולים להיות ההבדל בין שריפה ענקית (או חלילה לאבד את הבית) לבין התלקחות קטנה עם עשן סמיך שלא תהפוך לבעירה כלל.בסרטון הבא ניתן לראות בדיקות וניסיון להצית תא סוללה איכותי של חברת סמסונג. ראו איך שתא סוללה איכותי לא מתלקח בקלות