Sécurité des piles : Qu'est-ce que le dégagement gazeux et pourquoi se produit-il ?

Les batteries font désormais partie intégrante de notre vie quotidienne, alimentant tout, des smartphones aux véhicules électriques. Mais avez-vous déjà songé aux risques potentiels associés aux batteries qui permettent le bon fonctionnement de ces appareils ? Si les progrès de la technologie des batteries ont révolutionné notre mode de vie, il est essentiel d'explorer les risques potentiels que présentent ces sources d'énergie.

Les batteries lithium-ion sont combustibles et dangereuses, avec un potentiel d'emballement thermique dangereux et explosif - qui peut non seulement avoir des conséquences dévastatrices pour l'environnement et les biens, mais aussi menacer la vie humaine. Il est donc important de comprendre les premiers signes d'une catastrophe possible : les dégagements gazeux.

Comprendre les dégagements gazeux : L'émission silencieuse

Le dégagement gazeux fait référence à l'émission de gaz par les batteries lithium-ion, souvent à la suite d'un abus ou d'une mauvaise utilisation. Lorsqu'une batterie est soumise à des conditions telles qu'une surcharge, une décharge excessive ou des dommages physiques, elle peut entraîner la dégradation de ses composants internes, ce qui provoque l'émission de gaz. Ces gaz comprennent généralement du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone et d'autres composés organiques volatils, qui peuvent être toxiques pour toute personne entrant en contact avec eux.

Explication de la dynamique des dégagements gazeux :

La dynamique des dégagements gazeux diffère selon la configuration de la batterie. Dans les installations fermées telles que les racks ou les petits boîtiers, les dégagements gazeux peuvent s'accumuler dans l'espace confiné, augmentant le risque d'accumulation de pression et d'inflammation. Dans les installations ouvertes, telles que les installations extérieures, les dégagements gazeux peuvent se dissiper plus facilement, mais présentent toujours des risques dans les zones mal ventilées.

Comment se produisent les dégagements gazeux et la chronologie :

Bien qu'il ne s'agisse pas toujours d'un précurseur garanti de l'emballement thermique des batteries lithium-ion, les dégagements gazeux se produisent généralement au début de leur défaillance. L'emballement thermique se produit lorsqu'une batterie subit un échauffement incontrôlé, entraînant une augmentation rapide de la température et de la pression à l'intérieur de la cellule. Cette escalade peut aboutir à l'incendie ou à l'explosion de la batterie, ce qui présente des risques importants pour la sécurité.

La chronologie des dégagements gazeux peut varier en fonction de la gravité de l'abus et du type de batterie. Dans certains cas, le dégagement gazeux peut se produire progressivement au fil du temps, lorsque la batterie est soumise à des contraintes répétées, alors que dans d'autres cas, il peut se produire soudainement à la suite d'un événement unique, tel qu'une surcharge.

Facteurs dans lesquels des dégagements gazeux peuvent se produire :

• Dommages physiques : Tout dommage subi par la batterie, comme des perforations ou des écrasements, peut entraîner la dégradation des composants internes et provoquer des dégagements gazeux.
• Surcharge : Une charge excessive peut entraîner la décomposition des électrolytes à l'intérieur de la batterie, ce qui provoque la production de gaz.
• Surchauffe : Tout comme le dégagement gazeux, une chaleur excessive peut déclencher un emballement thermique en déstabilisant la chimie interne de la batterie.
• Surdécharge : La décharge d'une batterie au-delà de la limite recommandée peut également entraîner la libération de gaz.
• Courts-circuits internes : Tout dysfonctionnement provoquant un court-circuit à l'intérieur de la batterie peut déclencher un emballement thermique.
• Défauts de fabrication : Des processus de fabrication défectueux peuvent introduire des faiblesses dans la structure de la batterie, la rendant plus sensible à l'emballement thermique.

Quels sont les dangers liés à l'accumulation de dégagements gazeux ?

L'accumulation de dégagements gazeux peut transformer le conteneur de stockage de la batterie en un récipient sous pression qui n'attend qu'une étincelle pour s'enflammer. Pour réduire ce risque, il est essentiel de disposer d'un système de ventilation contrôlé. En outre, la conformité aux normes FM est essentielle, car les BESS doivent maintenir une LFL inférieure à 25 % ou disposer d'un conteneur qui peut s'ouvrir pour évacuer les gaz, ce qui garantit la sécurité en cas de dégagement gazeux.

Pourquoi la détection précoce des dégagements gazeux est essentielle :

La détection précoce joue un rôle essentiel dans la prévention des incidents catastrophiques liés aux batteries. En identifiant les signes de dégagement gazeux dès le début, les opérateurs peuvent intervenir avant que la situation ne dégénère en emballement thermique. Voici pourquoi la détection précoce est cruciale :

1. Maintenance préventive : La détection précoce permet une maintenance et une action corrective opportunes pour résoudre les problèmes des batteries avant qu'ils ne s'aggravent. La surveillance régulière des dégagements gazeux peut aider à identifier les problèmes sous-jacents dans les systèmes de batteries, tels que la surcharge ou les dommages internes, ce qui permet une maintenance proactive pour atténuer les risques.
2. Atténuation des risques : Le dégagement gazeux est un signe d'alerte précoce des défaillances potentielles de la batterie. En surveillant les niveaux de dégagement gazeux, les opérateurs peuvent mettre en œuvre des mesures d'atténuation des risques, telles que l'ajustement des paramètres de charge ou l'isolement des batteries défectueuses, afin de prévenir l'emballement thermique et les dangers qui y sont associés.
3. Sécurité accrue : La détection rapide des dégagements gazeux renforce la sécurité du personnel et des biens. Elle permet d'évacuer les zones touchées, de mettre en œuvre des protocoles d'urgence et de minimiser l'impact des incidents liés aux batteries sur les environnements environnants. En outre, une intervention précoce réduit la probabilité de blessures et de dommages matériels résultant d'un emballement thermique.
4. Réduction des coûts : La détection précoce des dégagements gazeux permet d'éviter des réparations ou des remplacements coûteux de batteries et d'équipements endommagés. En traitant les problèmes de manière proactive, les opérateurs peuvent prolonger la durée de vie des batteries, optimiser les performances et éviter les temps d'arrêt imprévus, ce qui se traduit par des économies significatives au fil du temps.
5. Conformité réglementaire : De nombreuses normes et directives réglementaires imposent la surveillance des dégagements gazeux dans le cadre des protocoles de sécurité des batteries. Une détection précoce garantit la conformité aux exigences réglementaires et démontre un engagement à maintenir des opérations de batteries sûres conformément aux normes de l'industrie.

L'intégration de systèmes et de technologies de détection de gaz robustes pour la détection précoce des dégagements gazeux est essentielle pour une gestion proactive des risques et le maintien de l'intégrité des systèmes de batteries. En donnant la priorité à la détection précoce, les parties prenantes peuvent se prémunir contre les risques potentiels, minimiser les perturbations et promouvoir l'utilisation sûre et durable de la technologie des batteries dans diverses applications.

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