МЕНЮ

Transport baterii litowych drogą morską, lotniczą i lądową

UN 3481

Powszechnie stosowane obecnie w pojazdach elektrycznych, rowerach elektrycznych, elektronarzędziach, telefonach komórkowych i szerokiej gamie elektroniki użytkowej, akumulatory litowe oferują doskonałe połączenie wydajności, lekkości i wydajności oraz ceny.

Wiele osób uważa, że ​​baterie litowe są bezpieczne w transporcie, ale niestety są w błędzie. Nie można ich po prostu włożyć do pudełka i wysłać, ponieważ istnieje szereg międzynarodowych przepisów i regulacji zapewniających bezpieczeństwo osobom, które je przewożą.

Podczas gdy wysyłanie nowych baterii jako części produktów jest stosunkowo bezpieczne (aczkolwiek podlega surowym przepisom), zwrot uszkodzonych lub zużytych baterii w celu naprawy, recyklingu lub utylizacji stanowi znaczne ryzyko.

Wraz z ciągłym rozwojem rynku produktów wykorzystujących baterie litowe jako źródło energii, wzrasta ryzyko związane z ich transportem (spodziewany jest wzrost sprzedaży pojazdów elektrycznych w ciągu najbliższej dekady i później), to podwyższone ryzyko zmusiło regulatorów do działania i wypracowali szereg zasad regulujących transport. i opakowanie baterii.

Aby zrozumieć, jak transportować i co pakować akumulatory litowo-jonowe podczas transportu, należy zapoznać się z regulacjami ONZ (w szczególności UN3480, UN 3481 i UN3090, UN3091), a także zasadami ustalonymi przez różne organy transportowe (w tym IATA - International Stowarzyszenie Transportu Lotniczego).

Do przewozu baterii litowych wymagane są następujące dokumenty: 

Ale najpierw, abyśmy mogli zrozumieć, o co chodzi, dowiedzmy się, czym są te baterie litowe, dlaczego są wszędzie używane i skąd się wzięły?

Jeśli to wszystko cię nie interesuje, to możesz przejść do informacji dotyczących zasad ONZ.

Pokaż informacje, czym jest bateria Zwiń informacje, czym jest bateria

Bateria

Bateria to dwa lub więcej elementów elektrycznych połączonych równolegle lub szeregowo. Elementy elektryczne łączy się w celu uzyskania wyższego napięcia usuwanego z akumulatora (przy połączeniu szeregowym) lub wyższego prądu lub pojemności (przy połączeniu równoległym). Zwykle termin ten oznacza połączenie elektrochemicznych źródeł prądu elektrycznego, ogniw galwanicznych i baterii elektrycznych.

Za prekursora baterii uważa się słupek galwaniczny, wynaleziony przez Alessandro Voltę w 1800 roku, składający się z połączonych szeregowo miedziano-cynkowych ogniw galwanicznych.

Zwykle bateria zwykle nie jest całkiem poprawnie nazywana pojedynczymi ogniwami galwanicznymi (na przykład typu AA lub AAA), które są zwykle podłączane do baterii w przedziałach baterii sprzętu, aby uzyskać wymagane napięcie.

Następnie spójrzmy na koncepcję baterii elektrycznej.

 

Dowiedz się, czym jest bateria elektryczna Zwiń informacje o baterii elektrycznej

Akumulator elektryczny

Bateria elektryczna jest chemicznym źródłem prądu, wielokrotnym źródłem pola elektromagnetycznego, którego główną specyfiką jest odwracalność wewnętrznych procesów chemicznych, co zapewnia jej powtarzalne cykliczne wykorzystanie (poprzez ładowanie-rozładowanie) do magazynowania energii i autonomicznego zasilania różnych urządzeń i urządzeń elektrycznych, a także do zasilania zapasowe źródła energii w medycynie, produkcji, transporcie i innych dziedzinach.

Pierwsza bateria została stworzona w 1803 roku przez Johanna Wilhelma Rittera. Jego bateria była filarem złożonym z pięćdziesięciu miedzianych kręgów, między którymi położono mokry materiał. Po przepuszczeniu prądu z kolumny galwanicznej przez to urządzenie, samo zaczęło zachowywać się jako źródło energii elektrycznej.

Zasada działania baterii opiera się na odwracalności reakcji chemicznej. Wydajność akumulatora można przywrócić poprzez ładowanie, czyli przepuszczanie prądu elektrycznego w czasie rozładowania w kierunku przeciwnym do kierunku prądu. Kilka akumulatorów połączonych w jeden obwód elektryczny tworzy akumulator. Gdy energia chemiczna zostaje wyczerpana, napięcie i prąd spadają, bateria przestaje działać. Akumulator (akumulator) można ładować z dowolnego źródła prądu stałego wysokiego napięcia z ograniczeniem prądu.

Ponieważ w tym artykule rozważamy baterie litowe, napiszemy o ogniwach zawierających lit.

 

Dowiedz się, czym jest ogniwo litowe Zwiń informacje o ogniwie litowym

Ogniwo litowe

Ogniwo litowe jest pojedynczym nieładowalnym ogniwo galwaniczne, w którym jako anodę stosuje się lit lub jego związki. Katoda i elektrolit ogniwa litowego mogą być wielu typów, dlatego termin „ogniwo litowe” obejmuje grupę ogniw z tym samym materiałem anodowym.

Różni się od innych akumulatorów długim czasem pracy i wysokimi kosztami. W zależności od wybranego rozmiaru i użytych materiałów chemicznych bateria litowa może wytwarzać napięcie 1,5 V (zgodne z bateriami alkalicznymi) lub 3,0 V. Baterie litowe są szeroko stosowane w nowoczesnej przenośnej technologii elektronicznej.

Ogniwa litowo-metalowe to ogniwa elektrochemiczne, w których jako anodę stosuje się lit metaliczny lub związki litu. Lit metaliczny zawiera również baterie ze stopu litu. W przeciwieństwie do innych akumulatorów zawierających lit, których napięcie wyjściowe przekracza 3 V, akumulatory litowo-metalowe mają o połowę mniejsze napięcie. Ponadto nie można ich ładować. W tych akumulatorach anoda litowa jest oddzielona od katody z dwusiarczku żelaza przez warstwę pośrednią elektrolitu, ta kanapka jest zapakowana w szczelną obudowę z mikrozaworami do wentylacji.

Technologia ta stanowi kompromis, który twórcy osiągnęli, aby zapewnić zgodność zasilaczy litowych z technologią przeznaczoną do stosowania baterii alkalicznych i miała konkurować z bateriami alkalicznymi. W porównaniu z nimi lit metaliczny waży o jedną trzecią mniej, ma większą pojemność, a ponadto są dłużej przechowywane. Nawet po dziesięciu latach przechowywania zachowują prawie cały swój ładunek.

Ogniwa litowo-metalowe znalazły zastosowanie w urządzeniach, które stawiają wysokie wymagania akumulatorom przez długi czas, takich jak rozruszniki serca i inne wszczepialne urządzenia medyczne. Takie urządzenia mogą działać autonomicznie nawet przez 15 lat.

Następnie porozmawiajmy szczegółowo o bateriach elektrycznych i rozważmy tylko baterie litowo-jonowe.

 

Dowiedz się, czym jest bateria litowo-jonowa Zwiń baterię litowo-jonową

Bateria litowo-jonowa

Akumulator litowo-jonowy to akumulator, w którym lit występuje w elektrolicie tylko w postaci jonowej. Do tej kategorii należą również ogniwa litowo-polimerowe.

Bateria litowo-jonowa składa się z elektrod (materiał katody na folii aluminiowej i materiał anody na folii miedzianej) oddzielonych porowatym separatorem impregnowanym elektrolitem. Pakiet elektrod jest umieszczony w szczelnej obudowie, katody i anody są podłączone do zacisków kolektora prądu. Korpus jest czasami wyposażony w zawór bezpieczeństwa, który uwalnia ciśnienie wewnętrzne w przypadku awarii lub naruszenia warunków pracy.

Po raz pierwszy podstawową możliwość tworzenia akumulatorów litowych w oparciu o zdolność dwusiarczku tytanu lub dwusiarczku molibdenu do włączania jonów litu podczas rozładowywania akumulatora i wydobywania ich podczas ładowania pokazał w 1970 roku Michael Stanley Whittingham. Istotną wadą takich akumulatorów było niskie napięcie 2,3 V i duże zagrożenie pożarowe z powodu tworzenia się dendrytów metalicznego litu, zamykających elektrody. Później J. Goodenough zsyntetyzował inne materiały na katodę baterii litowej - kobaltit litu LixCoO2 (1980), żelazofosforan litu LiFePO4 (1996). Zaletą takich akumulatorów jest wyższe napięcie - ok. 4 V. Nowoczesna wersja akumulatora litowo-jonowego z anodą grafitową i katodą litowo-kobaltitową została wynaleziona w 1991 roku przez Akirę Yoshino. Pierwsza bateria litowo-jonowa objęta jego patentem została wydana przez Sony Corporation w 1991 roku.

Akumulator litowo-jonowy jest bardzo rozpowszechniony w nowoczesnym elektronicznym sprzęcie konsumenckim i znajduje zastosowanie jako źródło energii w pojazdach elektrycznych i systemach magazynowania energii w systemach energetycznych. Jest to najpopularniejszy rodzaj baterii w urządzeniach takich jak telefony komórkowe, laptopy, aparaty cyfrowe, kamery i pojazdy elektryczne.

Akumulatory litowo-jonowe różnią się rodzajem materiału katody. Nośnik ładunku w akumulatorze litowo-jonowym to dodatnio naładowany jon litu, który może być wbudowywany (interkalowany) do sieci krystalicznej innych materiałów (na przykład grafitu, tlenków i soli metali) z utworzeniem wiązania chemicznego, na przykład: do grafitu z utworzeniem LiC6, tlenki (LiMnO2) i sole (LiMnRON) metali. Akumulatory litowo-jonowe są prawie zawsze używane w połączeniu z systemem monitorowania i sterowania - BMS lub BMS (system zarządzania akumulatorami) - oraz specjalnym urządzeniem do ładowania / rozładowywania.

 

Poznaj konstrukcję akumulatorów litowo-jonowych Zwiń informacje projektowe dotyczące baterii litowo-jonowych

Konstrukcja baterii litowo-jonowej

Strukturalnie akumulatory litowo-jonowe produkowane są w wersji cylindrycznej i pryzmatycznej. W akumulatorach cylindrycznych zwijany pakiet elektrod i separator jest umieszczony w stalowej lub aluminiowej obudowie, do której podłączona jest elektroda ujemna. Biegun dodatni baterii jest wyprowadzony przez izolator do pokrywy. Znajdujące się naprzeciwko siebie elektrody w bateriach litowych i litowo-jonowych są oddzielone porowatym separatorem polipropylenowym.

Akumulatory pryzmatyczne są produkowane poprzez układanie prostokątnych płyt jedna na drugiej. Baterie pryzmatyczne zapewniają ciaśniejsze upakowanie w baterii, ale trudniej jest utrzymać siły ściskające na elektrodach niż w cylindrycznych. Niektóre akumulatory pryzmatyczne wykorzystują zespół elektrod typu roll-to-roll, który jest skręcony w eliptyczną spiralę. Pozwala to połączyć zalety dwóch opisanych powyżej modyfikacji konstrukcyjnych.

Zazwyczaj podejmuje się pewne środki projektowe, aby zapobiec szybkiemu nagrzewaniu się i zapewnić bezpieczeństwo akumulatorów litowo-jonowych. Pod pokrywą akumulatora znajduje się urządzenie, które reaguje na dodatni współczynnik temperaturowy wzrostem rezystancji, a drugie przerywa połączenie elektryczne między katodą a dodatnim zaciskiem, gdy ciśnienie gazów wewnątrz akumulatora wzrośnie powyżej dopuszczalnej granicy. Aby zwiększyć bezpieczeństwo eksploatacji akumulatorów Li-ion, w akumulatorze koniecznie stosuje się również zewnętrzne zabezpieczenia elektroniczne, których celem jest zapobieganie możliwości przeładowania i nadmiernego rozładowania każdego akumulatora, zwarcia oraz nadmiernego nagrzewania.

Większość akumulatorów Li-ion jest produkowana w wersjach pryzmatycznych, ponieważ głównym przeznaczeniem akumulatorów Li-ion jest zapewnienie pracy telefonów komórkowych i laptopów. Z reguły konstrukcja baterii pryzmatycznych nie jest ujednolicona, a większość producentów telefonów komórkowych, laptopów itp. Nie zezwala na stosowanie w urządzeniach baterii innych firm. 

Konstrukcja baterii litowo-jonowych i innych baterii litowych, a także konstrukcja wszystkich pierwotnych źródeł prądu („baterie”) z anodą litową, jest całkowicie uszczelniona. O wymogu absolutnej szczelności decyduje zarówno niedopuszczalność wycieku ciekłego elektrolitu (co ma negatywny wpływ na sprzęt), jak i niedopuszczalność tlenu i pary wodnej z otoczenia przedostającego się do akumulatora. Tlen i para wodna reagują z materiałami elektrody i elektrolitu i całkowicie niszczą akumulator.

Operacje technologiczne produkcji elektrod i innych części, a także montaż akumulatorów przeprowadzane są w specjalnych suchych pomieszczeniach lub w szczelnych skrzyniach w atmosferze czystego argonu. Podczas montażu akumulatorów stosuje się złożone nowoczesne technologie spawania, złożone projekty uszczelnionych przewodów itp. Ułożenie aktywnych mas elektrod jest kompromisem pomiędzy chęcią uzyskania maksymalnej pojemności rozładowczej akumulatora a wymogiem zagwarantowania bezpieczeństwa jego pracy, które jest zapewnione przy stosunku C- / C + => 1,1, aby zapobiec tworzeniu się metalicznego litu (a tym samym możliwości zapłonu). 

Zagrożenie wybuchem

Akumulatory litowo-jonowe pierwszej generacji podlegały efektom wybuchowym. Wynikało to z faktu, że w procesie wielokrotnych cykli ładowania / rozładowania powstały formacje przestrzenne zwane (dendrytami) - złożone formacje krystaliczne o drzewiastej strukturze rozgałęzionej, prowadzące do zamknięcia elektrod, aw efekcie do pożaru lub wybuchu. Ta wada została wyeliminowana poprzez zastąpienie materiału anody grafitem. Podobne procesy zachodziły na katodach akumulatorów litowo-jonowych opartych na tlenku kobaltu, gdy zostały naruszone warunki pracy (przeładowanie).

Nowoczesne baterie litowe straciły te wady. Jednak od czasu do czasu baterie litowe wykazują tendencję do samozapłonu wybuchowego. Intensywność spalania nawet z miniaturowych baterii jest taka, że ​​może to prowadzić do poważnych konsekwencji. Linie lotnicze i organizacje międzynarodowe podejmują kroki w celu ograniczenia transportu baterii litowych i urządzeń z nimi w transporcie lotniczym.

Samozapłon baterii litowej jest bardzo trudny do ugaszenia tradycyjnymi metodami. W procesie przyspieszania termicznego wadliwej lub uszkodzonej baterii następuje nie tylko uwolnienie zmagazynowanej energii elektrycznej, ale także szereg reakcji chemicznych uwalniających substancje podtrzymujące spalanie, palne gazy z elektrolitu, aw przypadku elektrod innych niż LiFePO4 - tlen. Wypalona bateria może palić się bez dostępu powietrza, a do jej gaszenia nie nadają się środki izolujące od tlenu atmosferycznego.

Ponadto lit metaliczny aktywnie reaguje z wodą, tworząc palny gaz wodorowy, dlatego gaszenie baterii litowych wodą jest skuteczne tylko w przypadku tych typów baterii, w których masa elektrody litowej jest niewielka. Generalnie, gaszenie zapalonej baterii litowej jest nieskuteczne. Celem gaszenia może być jedynie obniżenie temperatury akumulatora i zapobieżenie rozprzestrzenianiu się płomienia.

Awarie samolotów, takie jak Asiana Airlines 747 w pobliżu Korei Południowej w lipcu 2011 r., UPS 747 w Dubaju w Zjednoczonych Emiratach Arabskich we wrześniu 2010 r. I UPS DC-8 w Filadelfii w lutym 2006 r. Były związane z pożarem baterii litowej podczas loty. Zwykle pożary te są spowodowane zwarciem baterii. Niezabezpieczone komórki mogą powodować zwarcia przy dotknięciu, a następnie rozprzestrzenianie się, powodując reakcję łańcuchową, która może uwolnić ogromne ilości energii.

Baterie litowe mogą również podlegać „niekontrolowanemu termicznemu”. Oznacza to, że w przypadku uszkodzenia wewnętrznego obwodu może wystąpić wzrost temperatury wewnętrznej. W określonej temperaturze ogniwa akumulatora zaczynają wydzielać gorące gazy, co z kolei podnosi temperaturę w sąsiednich ogniwach. To ostatecznie doprowadzi do zapłonu.

W związku z tym duża liczba akumulatorów stwarza poważne zagrożenie bezpieczeństwa, które jest szczególnie dotkliwe podczas transportu drogą powietrzną. Stosunkowo mały incydent może doprowadzić do ogromnego niekontrolowanego pożaru.

Regulaminy ONZ UN3480, UN 3481, UN3090, UN3091

Klasa zagrożenia -9

Ponieważ baterie litowe są potencjalnie wyjątkowo niebezpieczne, są one technicznie sklasyfikowane jako materiały klasy zagrożenia 9 „Różne towary niebezpieczne” i muszą być odpowiednio obsługiwane, przechowywane i transportowane (zgodnie z UN3480 i dodatkowymi przepisami).

Ze względu na powszechne stosowanie i zwiększone ryzyko zrewidowano przepisy dotyczące transportu baterii litowych. Zagrożeniem związanym z transportem baterii litowych jest możliwość zwarcia, w wyniku czego wiele przepisów koncentruje się na przepisach dotyczących pakowania i wysyłki, aby złagodzić potencjalnie katastrofalne skutki tego.

Przegląd tych zasad jest następujący:

  • Metody pakowania i wysyłki zapewniające, że baterie nie stykają się ze sobą.
  • Metody pakowania i transportu wykluczające kontakt baterii z przewodzącą lub metalową powierzchnią.
  • Konieczne jest sprawdzenie, czy wszystkie akumulatory są bezpiecznie zapakowane, aby zapobiec przemieszczaniu się (wewnątrz opakowania) podczas transportu, co mogłoby potencjalnie spowodować poluzowanie osłon zacisków lub przypadkową aktywację.

Wysyłka baterii litowych jest skutecznie regulowana przez 4 przepisy ONZ, chociaż istnieje wiele funkcji, które mogą wpłynąć na dokładny proces, który należy podjąć, aby zapewnić bezpieczną dostawę (lub przynajmniej zminimalizować ryzyko w jak największym stopniu).

  • UN 3090 - Baterie litowo-metalowe (dostarczane osobno)
  • UN 3480 - Akumulatory litowo-jonowe (dostarczane samodzielnie)
  • UN 3091 - Baterie litowo-metalowe zawarte w sprzęcie lub zapakowane z wyposażeniem
  • UN 3481 - Akumulatory litowo-jonowe umieszczone w sprzęcie lub zapakowane z wyposażeniem.

Jest też wiele wymagania dotyczące etykietowania opakowanie, które będzie używane do transportu baterii litowych. Wymagania te różnią się głównie w zależności od następujących 4 czynników:

  • Czy w dostarczonym sprzęcie (na przykład zegarku, kalkulatorze lub laptopie) znajdują się baterie
  • W zestawie z wyposażeniem (na przykład elektronarzędzie zapakowane z zapasowym akumulatorem)
  • Wysyłane w małych ilościach (które można pokryć w ilościach ograniczonych - najniższy z czterech poziomów transportu towarów niebezpiecznych)
  • Wysyłaj w bardzo małych ilościach, które w ogóle nie podlegają przepisom dotyczącym towarów niebezpiecznych (np. Dwie baterie zainstalowane w urządzeniu).
Pokaż wymagania ADR / RID dotyczące transportu drogowego i kolejowego baterii litowych Minimalizacja wymagań ADR / RID (transport drogowy i kolejowy)

Klasa 9 Grupa pakowania II Tunel Kategoria E ADR / RID 9 Etykiety

Prawidłowa nazwa przewozowa Akumulatory litowo-jonowe, UN 3480

Obowiązują przepisy szczególne ADR 188, 230, 310, 636 oraz instrukcja pakowania P903, P903a i P903b.

Uszkodzone i wadliwe akumulatory: skontaktuj się z właściwym organem krajowym.

Jeśli Twoje akumulatory litowo-jonowe są przewożone ciężarówką do transportu w Europie, musisz upewnić się, że spełniasz wszystkie wymagania określone w podręczniku ADR 2017.

W rzeczywistości jest to umowa europejska, która reguluje transport drogowy / lądowy baterii litowych (a nawet wszelkich towarów niebezpiecznych).

Transport baterii litowych koleją wymaga przestrzegania innego zestawu szczegółowych przepisów dotyczących towarów niebezpiecznych. Zasady te są szczegółowo opisane w Przewodniku transportu kolejowego towarów niebezpiecznych (RID).

Przepisy te, w połączeniu z wytycznymi ADR stosowanymi w transporcie drogowym, w rzeczywistości wymagają podobnych opakowań, procesów i zabezpieczeń.

po więcej informacji odwiedź Witryna UNECE.

 

Pokaż wymagania IMO dotyczące wysyłki baterii litowych drogą morską Wymagania dotyczące upadku IMO (transport morski)

Klasa pakowania II, etykiety IMO 9

Prawidłowa nazwa przewozowa Akumulatory litowo-jonowe, UN 3480

Kod IMDG: Przepisy szczególne 188, 230, 310 i instrukcja pakowania P903

EmS: FA, SI

Kategoria przechowywania A.

Uszkodzone i wadliwe akumulatory: skontaktuj się z właściwym organem krajowym

Wysyłka baterii litowych drogą morską

Jeśli wysyłasz baterie litowe drogą morską, musisz przestrzegać międzynarodowego kodeksu morskiego towarów niebezpiecznych (IMDG). Dokument ten jest aktualizowany co dwa lata, co oznacza, że ​​poprawka 38-16 z edycji 2018 jest aktualnym zbiorem zasad.

Aby zapoznać się z zasadami określonymi w Kodeksie IMDG, należy zakupić kopię Kodeksu w Międzynarodowej Organizacji Morskiej lub współpracować ze spedytorem, który zapoznał się z tymi zasadami.

 

Pokaż wymagania IATA-DGR dotyczące podróży samolotem z baterią litową Zminimalizuj wymagania IATA-DGR (fracht lotniczy)

Oznaczenia ICAO w grupie pakowania II 9

Prawidłowa nazwa przewozowa Akumulatory litowo-jonowe, UN 3480

IATA: Przepisy szczególne A88, A99, A154, A164, Instrukcja pakowania P965, P966, P967, P968, P969, P970

Uszkodzone i wadliwe baterie / zużyte baterie: niedozwolone do podróży lotniczych.

Wysyłka baterii litowych drogą lotniczą

Transport baterii litowych drogą powietrzną jest najtrudniejszą ze wszystkich form transportu ze względu na zwiększone ryzyko (tj. Wypadki spowodowane pożarem mogą być śmiertelne). Ponieważ uszkodzone akumulatory zostały wcześniej zidentyfikowane jako przyczyna katastrof lotniczych, transport uszkodzonych lub wadliwych akumulatorów jest surowo wzbroniony.

Wysyłając akumulatory litowo-jonowe drogą lotniczą, należy przestrzegać przepisów dotyczących towarów niebezpiecznych (DGR). Zasady te są regulowane przez Międzynarodowe Zrzeszenie Transportu Lotniczego (IATA) i Organizację Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO).

Zapoznać się z Wytyczne IATA dotyczące baterii litowych Kliknij tutaj, aby przejść do tego źródła.

 

Znaczenie zasad UN3480 / UN3090

Firma wysyłająca baterie litowe lub osoba fizyczna ponosi wyłączną odpowiedzialność w przypadku jakiegokolwiek wypadku spowodowanego niezgodnością.

Niezastosowanie się do wytycznych dotyczących pakowania baterii litowych zgodnych z UN3480 może mieć poważne konsekwencje dla Twojej firmy. Może to prowadzić do wysokich grzywien, kary więzienia dla pracowników Twojej organizacji i utraty reputacji w wyniku (potencjalnie śmiertelnego) wypadku.

Jeśli potrzebujesz porady i pomocy w sprawie wysyłki przedmiotów zawierających baterie litowe, skontaktuj się z nami, a pomożemy Ci je szybko i bezpiecznie dostarczyć.
Отправить запрос