Se hai lavorato con le batterie, probabilmente hai sentito il termine "runaway termico". Questo fenomeno è un argomento caldo (gioco di parole voluto) e ha importanti implicazioni per la sicurezza delle batterie. Quindi, cosa significa esattamente runaway termico e cosa succede durante la fuga?
Comprensione della fuga termica delle batterie al piombo
La fuga termica si verifica quando una batteria genera calore a causa di un'autoscarica incontrollata. In sostanza, la batteria produce più calore di quanto ne irradia nell'ambiente circostante. Il tasso di autoscarica naturale delle batterie al piombo sigillate (SLA) è in genere molto basso, inferiore al 3% al mese. Tuttavia, le batterie possono scaricarsi durante la fuga termica in appena pochi minuti! Questa scarica rapida può causare surriscaldamento, con conseguenti cambiamenti fisici nella batteria, come l'espansione. In casi estremi, l'involucro della batteria può rompersi, causando la fuoriuscita di acido corrosivo della batteria, che può danneggiare qualsiasi superficie non metallica con cui entra in contatto.
Cause della fuga termica delle batterie al piombo.
L'agente causale primario per l'autoscarica ad alta velocità incontrollata è un cortocircuito interno. I cortocircuiti interni sono solitamente causati da un uso improprio della batteria, come la caduta della batteria, la sovraccarica, la sovrascarica, l'esposizione ad ambienti ad alta vibrazione o persino processi di fabbricazione scadenti. I cortocircuiti interni sono particolarmente suscettibili alla fuga termica, che si verifica durante la carica quando il caricabatterie è alimentato ininterrottamente, facendo sì che la batteria consumi più energia di quanta ne possa gestire.
Cosa succede quando si verifica un cortocircuito interno?
Un cortocircuito interno si verifica quando le piastre di piombo all'interno della batteria sono troppo vicine tra loro o addirittura si toccano, solitamente a causa di un guasto del materiale distanziatore. Le conseguenze di questa situazione sono simili a un cortocircuito esterno. Proprio come toccare i terminali di una batteria per auto con una chiave inglese crea scintille e surriscaldamento, un cortocircuito interno fa sì che l'energia immagazzinata aumenti fino a quel punto, generando molto calore. Altri tipi di cortocircuiti interni, noti come soft short, in genere determinano una minore autoscarica, facendo sì che la batteria si scarichi senza innescare una fuga termica.
Quando si verifica un cortocircuito interno, il calore generato può far bollire l'acido nella batteria e produrre un odore solforico simile a quello delle uova marce, che è un importante segnale di avvertimento di un potenziale evento di fuga termica. Se si nota il surriscaldamento della batteria o questo odore, è necessario scollegare immediatamente la batteria da qualsiasi carico o caricabatterie e mantenere una distanza di sicurezza finché la batteria non si raffredda. Aprire una finestra o una porta nelle vicinanze per consentire ai gas rilasciati di fuoriuscire rapidamente.
Esiste un rischio di incendio dovuto alla fuga termica?
Mentre la fuga termica può generare abbastanza calore da far bollire l'acido, la temperatura di solito non è abbastanza alta da innescare un incendio o fondere la cassa della batteria. Il rischio di perdite di acido della batteria è molto maggiore di qualsiasi potenziale pericolo di incendio o esplosione.
Prevenzione della fuga termica nelle batterie al piombo
Per ridurre al minimo il rischio di cortocircuiti interni, è essenziale un'attenta produzione delle batterie SLA. ACE aderisce a elevati standard di processi di produzione per garantire la qualità e prevenire difetti che potrebbero portare a cortocircuiti interni. L'allineamento dei separatori è fondamentale per impedire il contatto tra le piastre positive e negative, riducendo così il rischio di runaway termico. Per maggiori informazioni sui tipi di batterie e sulle loro caratteristiche, consulta il nostro Confronto delle caratteristiche della batteria 18650 vs. 26650.
In Techhem, comprendiamo l'importanza di garantire che le strisce saldate che collegano le lamelle della batteria siano ben assemblate. Questo attento assemblaggio impedisce che frammenti di metallo cadano sulle lamelle della batteria, evitando così cortocircuiti interni. Come utente finale, puoi ridurre significativamente il rischio di cortocircuiti interni prendendoti cura delle tue batterie.
È fondamentale evitare urti da caduta e ambienti ad alta vibrazione, poiché queste condizioni possono causare danni interni. Gli urti da caduta possono dislocare il piombo e farlo cadere nelle piastre. Se un pezzo di piombo collega due piastre polari, ciò può causare un cortocircuito interno diretto, che di solito porta a una fuga termica. Allo stesso modo, gli ambienti ad alta vibrazione possono accelerare l'usura del distanziatore, portando le piastre positive e negative a contatto. Questo contatto può portare a un tasso di scarica elevato e incontrollabile, con conseguente fuga termica.
Un altro aspetto importante della manutenzione della batteria è evitare scariche profonde. Mentre alcune batterie sono progettate per cicli profondi, anche le batterie a cicli profondi dovrebbero avere una profondità di ciclo inferiore al 100%. La scarica profonda delle batterie SLA può portare a una vulcanizzazione accelerata e, in rari casi, a un accumulo eccessivo di calore dovuto alla maggiore richiesta da parte di batterie con prestazioni scadenti, innescando una fuga termica.
Ora che abbiamo parlato del runaway termico nelle batterie SLA, potresti essere curioso di sapere di più sul runaway termico nelle batterie al litio. Le batterie al litio hanno una densità energetica più elevata rispetto alle batterie SLA, quindi esiste la possibilità che si verifichi un evento ad alta temperatura. Resta sintonizzato per il nostro prossimo blog sul runaway termico nelle batterie agli ioni di litio per maggiori informazioni.