I rischi delle batterie Litio-ione
In entrambe le tecnologie che abbiamo visto nel precedente articolo, Litio Ione e Litio Metallico, la semi coppia redox è la stessa (Li++1 = Li0), ma mentre la prima è basata su una cella nella quale la concentrazione dello ione litio in anodo e catodo va a determinare la differenza di potenziale tra i due elettrodi, e quindi la forza elettromotrice della cella, nella Litio Metallica la valutazione della quantità della materia è assente. Nella tecnologia a Litio metallico, la presenza del materiale è rilevabile dalla composizione chimica della cella.
Occorre tenere a mente, per proteggersi da incendi ed esplosioni, che questi sistemi sono caratterizzati da una elevata densità di energia unita alla presenza di sostanze organiche infiammabili: un elettrolita costituito da composti organici ossigenati e composti contenenti fluoruri. Teniamo a mente che questa serie di nuove tecnologie ha portato a grandi cambiamenti nei confronti della progettazione, lo stoccaggio e la manipolazione delle batterie contenenti litio-ione, questo perché le precedenti tecnologie si basavano su un elettrolita acquoso.
Generalità sulle esplosioni e gli incendi
In questa sezione parleremo prima delle generalità delle esplosioni e successivamente andremo ad analizzare affondo le esplosioni fisiche e chimiche. Bisogna prima sapere che L’onda d’urto è l’effetto principale di una esplosione e i danni provocati da una esplosione o un incendio sono la conseguenza di ciò che lo ha innescato:
- onda di pressione, con esposizione al fronte dell’onda
- onda di calore con esposizione al calore
- fiamme, con esposizione al fuoco
- proiezione di materiali strutturali
- rilascio di sostanze nell’ambiente
Esplosione fisica
Un’esplosione fisica avviene a causa di un rapido rilascio di energia meccanica, e non coinvolge nessun tipo di reazione chimica. A questo macro gruppo appartengono:
- Vessel ruptures
- boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE)
- rapid phase transition explosions
Vessel ruptures
Con “Vessel ruptures” intendiamo la rottura improvvisa di un recipiente che contiene un materiale in pressione, questa rottura può avvenire per cause naturali (corrosione, esposizione ad alte temperature), per danno meccanico o per stress ciclico, cioè la distribuzione di forze che cambiano in maniera ripetitiva.
Boiling liquid expanding vapor explosion
Abbreviate in BLEVE, avviene per rottura catastrofica di un recipiente contenente gas liquefatto conservata ad una temperatura superiore alla sua di ebollizione. Alla rottura, il gas contenuto all’interno del recipiente entra in contatto con l’ambiente e ciò ha conseguenza in una rapida trasformazione da liquido a vapore. La rapida espansione dei vapori provoca l’espulsione del contenuto del recipiente e la proiezione di frammenti del materiale di cui esso è costituito.
Rapid phase transition explosions
La “rapid phase transition explosions” avviene quando il materiale ha un aumento del volume dovuto all’esposizione di una fonte di calore.