Μπαταρίες Λιθίου στα σκάφη. Τι είναι σημαντικό να γνωρίζουμε;

Κυριολεκτικά την τελευταία στιγμή κατάφερε να διαφύγει μέσα στο life raft από το φλεγόμενο αγωνιστικό σκάφος “Nexas , Art & Fenetres” ο Γάλλος επαγγελματίας ιστιοπλόος, Fabrice Amedeo κατά τη διάρκεια της ιστιοπλοϊκής ρεγκατας "Route du Rhum" το Νοεμβριο του 22.

Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας μια δεξαμενή μέσα στο σκάφος έσπασε. Το νερό πέρασε πάνω από τις μπαταρίες λιθίου κι έτσι προκλήθηκε βραχυκύκλωμα. Aπο την κατάθεση του Amedeo, συμπεραίνεται πως αυτή ήταν η αίτια της πυρκαγιάς. Η περιπέτεια του Amedeo έληξε αρκετές ώρες μετά όταν διασώθηκε από ένα φορτηγό πλοίο.

Παρόλα αυτά, δεν είναι μόνο οι μπαταρίες του σκάφους που μπορούν να προκαλέσουν την απώλεια ενός σκάφους. Το Σεπτέμβριο του 2018, το μηχανοκίνητο σκάφος “Kanga” τυλίχθηκε στις φλόγες κοντά στα παραλία της Κροατίας. Το πλήρωμα παρατήρησε φωτιά στο γκαράζ του dinghy (βοηθητικού σκάφους) αλλά δεν κατάφερε να τη σβήσει και έτσι αφού η φωτιά εξαπλώθηκε σε όλο το σκάφος αναγκάστηκαν να το εγκαταλείψουν. Το report από τη Malta Marine Safety Investigation Unit αποκάλυψε πως η φωτιά προκλήθηκε από κατεστραμμένες μπαταρίες λιθίου τις οποίες έφεραν τα foil boards. Το πλήρωμα μάλιστα είχε προσέξει τη ζημιά των μπαταριών αλλά παρόλα αυτά δεν τις αφαίρεσε από το σκάφος.

Μόνο το 2022 πάρα πολλά σκάφη έπεσαν θύματα πυρκαγιών οι οποίες προκλήθηκαν από ελαττωματικές μπαταρίες σε surfboards η σε άλλο water sport εξοπλισμό τον οποίο έφεραν. Ο κίνδυνος πυρκαγιάς έχει να κάνει με τα χαρακτηριστικά των μπαταριών ιόντων λιθίου, που είναι ο πιο κοινός τύπος μπαταριών λιθίου. Οι μπαταρίες λιθίου είναι επαναφορτιζόμενες και ικανές να αποθηκεύσουν μεγάλα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας σε πολύ μικρό όγκο. Επαναφορτίζονται πολύ γρηγορά, εχουν μεγαλο βαθμο εκφορτισεως και συνήθως έχουν μεγάλο χρόνο ζωής άρα και πολλούς κύκλους φόρτισης. Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τις μπαταρίες λιθίου αναντικατάστατες για τις φορητές συσκευές και ανεβάζουν κατά πολύ τη δημοτικότητα τους στα σκάφη, όπως για παράδειγμα στη χρήση των εξωλέμβιων μηχανών των βοηθητικών σκαφών.

Παρόλο που συνηθίζουμε να χρησιμοποιούμε τον όρο “μπαταριά λιθίου”, δεν είναι σωστό κάτι τέτοιο. Οι μπαταρίες λιθίου διαφέρουν ως προς τα υλικά ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται και παίζουν σημαντικό ρόλο στην ποιότητα της μπαταρίας. Ωστόσο η αρχη λειτουργιας τους ειναι παρομοια. Αυτό σημαίνει πως όλα αυτά τα υλικά δεν είναι πάντα κατάλληλα για σκάφη.

Μια μπαταρία αποτελείται από πολλά στοιχεια, ανάλογα με τη δύναμη. Κάθε στοιχειο ιόντων λιθίου εμπεριέχει ένα αρνητικό και ένα θετικό ηλεκτρόδιο, το ανωδιο και το καθοδιο. Ανάμεσα σ αυτά υπάρχει ένας ιοντοαγωγιμος και συνήθως υγρός ηλεκτρολύτης. Αυτό εγγυάται την μεταφορά των ιόντων λιθίου μεταξύ των ηλεκτροδίων κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι ο διαχωριστής. Αποτρέπει την άμεση επαφή μεταξύ του ανοδιου και του καθοδιου και έτσι προστατεύει από βραχυκυκλώματα.

Οι σύγχρονες μπαταρίες λιθίου που χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή και οι οποίες έχουν τοποθετηθεί επαγγελματικά, φυσικά και δεν είναι ωρολογιακές βόμβες. Αυτό ισχύει τόσο για τις μπαταρίες λιθίου, ως ενσωματωμένες μπαταρίες, όσο και για τις κινητές μπαταρίες λιθίου. Ωστόσο, σε περίπτωση ελαττώματος και ειδικά εάν χρησιμοποιούνται ή αποθηκεύονται ακατάλληλα, οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μπορεί να απελευθερώσουν την ενέργειά τους απότομα και ανεξέλεγκτα και έτσι να προκαλέσουν μεγαλύτερο κίνδυνο από ότι άλλα είδη μπαταριών.

Η ανεξέλεγκτη απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας ονομάζεται θερμική διαφυγή. Εάν συμβεί αυτό, τα στοιχεία ιόντων λιθίου στο μπλοκ της μπαταρίας θερμαίνονται. Ένα στοιχείο μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου και έτσι να θερμάνει άλλα κύτταρα. Μια αλυσιδωτή αντίδραση συμβαίνει και η μπαταρία μπορεί να εκραγεί!

Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει για τις μπαταρίες λιθίου φωσφορικού σιδήρου. Αυτές αντιδρούν στα βραχυκυκλώματα με παρόμοιο τρόπο όπως οι συμβατικές μπαταρίες μολύβδου-οξέος, πράγμα που σημαίνει ότι σίγουρα μπορεί να προκληθούν πυρκαγιές. Ωστόσο, η αλυσιδωτή αντίδραση μιας θερμικής διαφυγής αποκλείεται λόγω χαμηλότερων θερμοκρασιών καύσης.

Οι μπαταρίες λιθίου είναι δύσκολο να σβήσουν

Οι πυρκαγιές μπαταριών είναι δύσκολο να ελεγχθούν με συμβατικά μέσα. Ο λόγος είναι ότι εάν η αλυσιδωτή αντίδραση πυροδοτήθηκε από το κέντρο μιας μεγαλύτερης μπαταρίας, είναι σχεδόν αδύνατο να φτάσει κανείς στην πηγή της φωτιάς με ένα πυροσβεστικό μέσο, ​​π.χ. νερό, για να σταματήσει ή να συγκρατήσει την αντίδραση. Εάν κάποιος προσπαθήσει να κρυώσει μια τέτοια μονάδα, το νερό φτάνει μόνο στα εξωτερικά στρώματα ή στο περίβλημα των μπαταριών. Για μικρότερες μονάδες με λιγότερα κελιά η κατάσταση είναι διαφορετική. Εδώ, η εξωτερική ψύξη έχει συνήθως άμεση επίδραση στα κύτταρα που αντιδρούν. Επίσης, σε περίπτωση πυρκαγιάς μπαταρίας μπορούν να παραχθούν τοξικά και εύφλεκτα αέρια, έτσι ώστε να μπορεί να προκληθεί κατακαύση.

Οι πιθανότητες ανάφλεξης μιας μπαταρίας λιθίου αυξάνονται όταν η μπαταρία είναι ελαττωματική. Αυτό που συνήθως είναι λιγότερο σχετικό με τις μπαταρίες πάνω στο σκάφος μπορεί να γίνει πραγματικό πρόβλημα με μπαταρίες κινητών συσκευών, παιχνίδια νερού ή ηλεκτρονικά ποδήλατα: Ένα κινητό τηλέφωνο μπορεί εύκολα να πέσει στο πάτωμα και ένα ηλεκτρικό ποδήλατο να ανατραπεί. Οι μπαταρίες που έχουν χτυπήσει ή έχουν υποστεί ζημιά πρέπει πάντα να αντικαθίστανται, ειδικά εάν είναι ήδη ελαττωματικές. Οι μπαταρίες λιθίου οι οποίες είναι παραμορφωμένες η βγάζουν καπνό είναι επικίνδυνες να προκαλέσουν φωτιά.

Προστασία των μπαταριών λιθίου από ήλιο, ζέστη και νερό

Μια άλλη αιτία πυρκαγιάς μπορεί να είναι η θερμική καταπόνηση, για παράδειγμα εάν η μπαταρία αποθηκεύεται ή φορτίζεται σε πολύ χαμηλές ή πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Κάθε τύπος μπαταρίας ανέχεται διαφορετική θερμοκρασία κατά την αποθήκευση. Τα πληρώματα μπορούν να αποφύγουν τις πυρκαγιές στα σκάφη μη εκθέτοντας τις μπαταρίες λιθίου σε υπερβολική ζέστη. Ιδανικά, επομένως, τα παιχνίδια δεν πρέπει να φυλάσσονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα σε ιδιαίτερα ζεστά περιβάλλοντα και σίγουρα δεν πρέπει να φορτίζονται εκεί - αυτό ισχύει και για την άμεση έκθεση τους στον ήλιο.

Σύμφωνα με τη Γερμανική Ασφαλιστική Υπηρεσία πολύ συχνά μπορεί να προκληθεί φωτιά από εντελώς αποφορτισμένη μπαταρία. Τέτοιου είδους αποφόρτιση μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη των στοιχειων και συνεπώς σε αυθόρμητη καύση.

Πλήρης αποφόρτιση της μπαταρίας μπορεί να προκύψει εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε συσκευές ακόμα κι αν η μπαταρία είναι ήδη στο ελάχιστο. Σε πολλές σύγχρονες συσκευές, ωστόσο, τα ηλεκτρονικά είναι προγραμματισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να μην είναι δυνατή η βαθιά εκφόρτιση. Η μπαταρία τότε δεν μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί.

Οι μπαταρίες λιθίου δεν πρέπει ποτέ να φορτίζονται χωρίς επίβλεψη για μεγάλο χρονικό διάστημα και θα πρέπει πάντα να αποσυνδέονται από την πηγή ρεύματος μετά τη διαδικασία φόρτισης. Χρησιμοποιείτε μόνο γνήσιους φορτιστές από τον κατασκευαστή ή φορτιστές που έχουν εγκριθεί ρητά για χρήση με την αντίστοιχη μπαταρία.

Εάν οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούνται ως ενσωματωμένες μπαταρίες, για παράδειγμα για τον κινητήρα του σκάφους, θα πρέπει να αποφεύγεται η μόνιμη σύνδεση με την παροχή ρεύματος στην ξηρά, προκειμένου να παραταθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Ένα σύστημα διαχείρισης μπαταρίας είναι επίσης απαραίτητο για την ασφαλή λειτουργία. Κατά τη φόρτιση μπαταριών ηλεκτρικών ποδηλάτων ή εξοπλισμού θαλάσσιων σπορ σε σκάφη, είναι απαραίτητο να φορτίζετε τον εξοπλισμό υπό επίβλεψη. Επιπλέον, οι μπαταρίες θα πρέπει να ελέγχονται για ζημιά, παραμόρφωση ή διαρροές πριν από κάθε διαδικασία φόρτισης.

Χρησιμοποιείτε ανιχνευτές καπνού και κουτιά αποθήκευσης

Οι πραγματικές περιπτώσεις δείχνουν ότι μια πυρκαγιά μπαταρίας απελευθερώνει ατμούς ηλεκτρολύτη και διαλύτη πριν δημιουργηθεί καυτός καπνός φωτιάς. Αυτοί οι ατμοί είναι βαρύτεροι από τον αέρα και έτσι κατεβαίνουν. Ως εκ τούτου, οι ανιχνευτές πυρκαγιάς και καπνού θα πρέπει να τοποθετούνται τόσο στο πάτωμα όσο και στην οροφή σε μέρη όπου εγκαθίστανται ή αποθηκεύονται και φορτίζονται μεγαλύτερες μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Για να μειωθεί ο κίνδυνος από ελαττωματικές μπαταρίες από drones, κάμερες ή ηλεκτρικά ποδήλατα, υπάρχουν επίσης ειδικά κουτιά αποθήκευσης που χρησιμοποιούνται εδώ και καιρό στη βιομηχανία. Ορισμένα διαθέτουν ακόμη και ενσωματωμένα συστήματα διαχείρισης φόρτισης και πυρόσβεσης για τον εντοπισμό και την πρόληψη πυρκαγιών μπαταρίας. Σε κάθε περίπτωση, διασφαλίζουν ότι η φωτιά δεν μπορεί να εξαπλωθεί αμέσως στο σκάφος, αφήνοντας αρκετό χρόνο για την οργάνωση της πυρόσβεσης.

Οι πυρκαγιές στις μπαταρίες λιθίου θεωρείται πολύ δύσκολο να σβήσουν. Οι προσπάθειες καταπολέμησης αυτών των πυρκαγιών με έναν συμβατικό πυροσβεστήρα χειρός ABC είναι συνήθως ανεπιτυχείς, καθώς οι κυψέλες ιόντων λιθίου παράγουν οι ίδιες το οξυγόνο που χρειάζεται η φωτιά. Επιπλέον, τα πυροσβεστικά μέσα που χρησιμοποιούνται έχουν πολύ μικρό αποτέλεσμα ψύξης για να διακόψουν την αντίδραση που συμβαίνει εκείνη τη στιγμή. Το νερό έχει γίνει λοιπόν το πυροσβεστικό μέσο επιλογής, τουλάχιστον για την πυροσβεστική. Αυτό χρειάζεται σε μεγάλες ποσότητες.

Προσοχή όμως: Κάθε πυρκαγιά μπαταρίας έχει μεγάλη πιθανότητα κινδύνου. Μόνο πολύ μικρές συσκευές μπορούν να τεθούν υπό έλεγχο από τον εαυτό τους. Ένα φλεγόμενο smartphone, για παράδειγμα, μπορεί να σβήσει με άφθονο νερό και στη συνέχεια να τοποθετηθεί σε ένα μεγαλύτερο δοχείο γεμάτο με νερό για να κρυώσει η μπαταρία και να αποφευχθεί η εκ νέου ανάφλεξη. Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή: τα αέρια που διαφεύγουν είναι τοξικά και μπορεί να είναι επιβλαβή για την υγεία εάν εισπνευστούν.

Φωτιά μπαταρίας; Εγκατάλειψε την περιοχή

Εάν πιάσει φωτιά μια μεγαλύτερη μπαταρία, μπορεί να γεμίσει με καπνό τα δωμάτια του σκάφους μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Τα άτομα που κινδυνεύουν θα πρέπει να αναζητήσουν αμέσως ασφάλεια και να εγκαταλείψουν την πληγείσα περιοχή. Υπάρχει μεγάλος κίνδυνος έκρηξης κατά το σβήσιμο με νερό. Εάν είναι δυνατόν, θα πρέπει να ειδοποιηθεί άμεσα η πυροσβεστική.

Εάν η ανάπτυξη καπνού το επιτρέπει, η ρίψη της μπαταρίας στη θάλασσα μπορεί να αποκλιμακώσει την κατάσταση. Αυτό καταδεικνύεται από την περίπτωση ενός μηχανοκίνητου γιοτ ασφαλισμένου στην Pantaenius. Σε εκείνη την περίπτωση, η μπαταρία μιας ηλεκτρικής σανίδας του σερφ πήρε φωτιά. Χωρίς κατάλληλα πυροσβεστικά μέσα, η μόνη επιλογή του πληρώματος ήταν να πετάξει την ήδη καπνισμένη μπαταρία στο νερό για να αποφευχθεί η ζημιά στο γιοτ. Αυτό, φυσικά, θα ήταν κατάλληλο μόνο εφόσον δεν θέτουμε σε κίνδυνο άλλα σκάφη / τρίτους. Παράλληλα λόγω της ενδεχόμενης περιβαλλοντικής ζημίας αυτή πρέπει να είναι και η τελευταία δυνατή επιλογή.

Σε συναγερμό οι πυροσβέστες

Δεν είναι κάθε φωτιά μιας ηλεκτρονικής συσκευής αυτόματα φωτιά μπαταρίας. Ωστόσο, δεν είναι καν προφανές για τους επαγγελματίες πυροσβέστες εάν μια μπαταρία λιθίου αποτελεί σοβαρό κίνδυνο ή όχι. Εάν μια μπαταρία πάθει πραγματικά ζημιά και ξεσπάσει φωτιά, μερικές φορές εμφανίζονται θερμοκρασίες άνω των 1.500 βαθμών. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες, το νερό της πυρόσβεσης χωρίζεται σε υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτό δημιουργεί ένα εξαιρετικά εκρηκτικό μίγμα αέρα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε μια λεγόμενη έκρηξη οξυϋδρογόνου εάν έρθει σε επαφή ακόμη και με τη μικρότερη πηγή ανάφλεξης.

Ως εκ τούτου, οι συσκευές που έχουν προφανώς μεγαλύτερη μπαταρία λιθίου θα πρέπει να αντιμετωπίζονται πάντα με την κατάλληλη προσοχή σε περίπτωση πυρκαγιάς. Η απόσταση κατά την κατάσβεση πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Εάν η πυροσβεστική έχει κληθεί σε πυρκαγιά, είναι απαραίτητο να ενημερωθούν οι πυροσβέστες για τις τοποθετημένες μπαταρίες λιθίου, π.χ. ως μπαταρία του σκάφους η του βοηθητικού.

Εάν σκέφτεστε μια μπαταρία λιθίου στο σκάφος σας, θα πρέπει να σκεφτείτε μόνο μια σύγχρονη μπαταρία λιθίου φωσφορικού σιδήρου, όπου ο κίνδυνος θερμικής διαφυγής δεν υπάρχει καθόλου. Αλλά ακόμα και τότε, πριν αλλάξετε την μπαταρία με οποιονδήποτε τρόπο, ελέγξτε την καλωδίωση με τον αντιπρόσωπο ή τον κατασκευαστή εάν η καλωδίωση, συμπεριλαμβανομένης της καταστασης του καλωδίου, των ασφαλειών και της τεχνολογίας φόρτισης, είναι κατάλληλες για τη νέα μπαταρία. Εάν σκοπεύετε να αλλάξετε τη θέση της, θα πρέπει να εκμεταλλευτείτε την κατάσταση για να ελέγξετε διεξοδικά τα ηλεκτρικά του σκάφους, γιατί αυτή είναι μια από τις πιο συχνές αιτίες ολικής απώλειας λόγω πυρκαγιάς.