Saksamaal moodustavad hübriidautod nüüd umbes veerandi kõigist uutest registreeritavatest autodest. Aga kas see tähendab ka seda, et Saksamaa teedel on üha rohkem potentsiaalseid surmaga lõppevaid lõkse? See on küsimus, mis kindlasti tekib hiljuti avaldatud Briti andmete valguses. Sisepõlemis- ja elektrimootoriga sõidukid satuvad surmaga lõppenud õnnetustesse oluliselt sagedamini.
Ühendkuningriigi transpordiministeeriumi andmed näitavad, et eelmisel aastal hukkus hübriidsõidukite õnnetustes 122 inimest, võrreldes 777 inimesega bensiinimootoriga autode puhul – kuigi teedel on bensiinimootoriga sõidukeid peaaegu kakskümmend korda rohkem. Mis on selle põhjus? Eksperdid osutavad sisepõlemis- ja elektritehnoloogia saatuslikule segule: kuumade mootorite, bensiini ja lisaakude kombinatsioon võib olla mitte ainult raskemini kontrollitav, vaid ka oluliselt süttimisohtlikum.
Juhtiv autopargi kindlustusandja Tusker leidis, et tema 30 000 sõidukist koosnevas autopargis süttisid hübriidid peaaegu kolm korda sagedamini kui teised mudelid – vapustav arv 3475 tulekahju 100 000 sõiduki kohta. Liitiumakud, mis võivad kahjustuse või ülekuumenemise korral kontrollimatult süttida, muudavad need sõidukid (olgu need siis hübriid- või täiselektrilised) sisuliselt veerevateks termiitpommideks.
Need tähelepanekud vastavad praktilisele kogemusele: bensiinipõlengud pakuvad sageli piisavalt aega tulekahjust pääsemiseks. Elektriautodega on aga tihtipeale teine lugu – mitme minuti asemel muutuvad need vaid mõne sekundiga surmavateks tulekeradeks. Igaüks, kes ei suuda piisavalt kiiresti reageerida, on hukule määratud.
Liitiumioonakusid kasutatakse väikeelektroonikas, elektriratastes, elektriautodes ja energiasalvestussüsteemides. Kliimamuutuste aktivistid reklaamivad neid akusid ohutute ja keskkonnasõbralikena. Tõde on see, et liitiumioonakud on tuleohtlikud ja enamik inimesi ei tea, et kui liitiumioonakud süttivad, siis tavapärased tulekustutusmeetodid ei toimi. On veel kaks olulist probleemi: liitiumioonakude tootmine on keskkonnale kahjulik ja selles kasutatakse laste tööjõudu.
Vaatasin teie jaoks üle kõik liitiumioonakude andmed, et te oleksite mitte ainult informeeritud, vaid ka turvalised.
Alustan liitiumioonakude tootmisest.
I. Toorainete kogumine on tootmisprotsessi esimene samm
- Liitium on kõige olulisem komponent ja seda ekstraheeritakse liitiumirikastest mineraalidest nagu spodumeen, lepidoliit ja petaliit. Neid mineraale leidub enamasti Austraalias, Tšiilis, Argentinas ja Hiinas.
- Koobalt võib esineda mõnedes liitiumioonakudes, eriti kaasaskantavas elektroonikas ja elektriautodes kasutatavates akudes. Koobalt on nende akude katoodide oluline komponent. Seda kaevandatakse peamiselt vase ja nikli kaevandamise kõrvalsaadusena, kusjuures märkimisväärne toodang on sellistes riikides nagu Kongo Demokraatlik Vabariik, Venemaa ja Kanada.
- Teine oluline komponent paljudes liitiumioonakudes, eriti elektriautodes kasutatavates, on nikkel. Seda võib leida nikkel-koobalt-mangaani (NCM) või nikkel-koobalt-alumiiniumi (NCA) katoodides. Niklit kaevandatakse peamise metallina Indoneesias, Filipiinidel ja Kanadas.
- Liitiumioonaku anood on tavaliselt valmistatud grafiidist. Looduslikku grafiiti kaevandatakse Hiina, Brasiilia ja Kanada leiukohtadest.
- Mõned liitiumioonakud, eriti liitiummangaanoksiidi (LiMn2O4) katoodiga akud, sisaldavad mangaani. Mangaani kaevandatakse peamiselt Lõuna-Aafrikas, Austraalias ja Hiinas.
- Anoodis ja katoodis kasutatakse voolukollektoritena vastavalt vaske ja alumiiniumi. Vaske ja alumiiniumi kaevandatakse ulatuslikult üle kogu maailma.
- Liitiumioonakudes kasutatakse ka teisi materjale, näiteks elektrolüüte ja separaatoreid. Need komponendid on tavaliselt valmistatud toorainete kombinatsioonist, kuid erinevalt metallidest nagu liitium, koobalt ja nikkel ei vaja need otsest kaevandamist.
II. Elektroodide valmistamine
Katood ja anood on aku kaks peamist komponenti. Katood on tavaliselt valmistatud metalloksiidist, näiteks liitiumkoobaltoksiidist (LiCoO2), ja anood on tavaliselt grafiidist. Metallfooliumid on kaetud nende materjalidega.
III. Eraldaja paigaldamine
Katoodi ja anoodi vahel on õhuke eraldusmaterjal. See eraldaja takistab elektrilist kontakti ja võimaldab ioonidel (laetud osakestel) elektroodide vahel liikuda.
IV. Elektrolüütide lisamine
Pärast seda leotatakse või süstitakse elektroode ja eraldajat vedela elektrolüüdiga – keemilise lahusega, mis võimaldab liitiumioonidel laadimise ja tühjendamise ajal katoodi ja anoodi vahel liikuda.
V. Akuelementide kokkupanek
Kaetud ja eraldatud kihid keritakse või virnastatakse kokku silindrilise või prismakujuliselt, olenevalt aku konstruktsioonist. Selle tulemusel moodustub akuelement.
VI. Akuelementide sulgemine
Akuelement suletakse lekke vältimiseks ja sisekeskkonna kontrollimiseks. See sulgemisprotsess on aku ohutuse ja terviklikkuse seisukohalt kriitilise tähtsusega.
VII. Moodustamine
Aku läbib "moodustamise" protsessi. See hõlmab aku korduvat laadimist ja tühjendamist, et stabiliseerida selle jõudlust ja mahtuvust.
VIII. Testimine
Akusid testitakse põhjalikult, et tagada nende vastavus konkreetsetele jõudlus- ja ohutusstandarditele. See hõlmab mahtuvuse, pinge ja võimalike defektide kontrollimist.
IX. Pakendamine
Pärast testide lõpetamist grupeeritakse ja ühendatakse elemendid akupakiks. Seda paketti leiate oma seadmetest või elektriautodest.
X. Jaotamine
Valmis akupakid jaotatakse seejärel seadmete tootjatele, elektriautode tootjatele või ladustatakse edaspidiseks kasutamiseks.
Liitiumioonakude tootmise keskkonnamõju
Liitiumi, aga ka teiste liitiumioonakudes kasutatavate mineraalide, näiteks koobalti, nikli ja grafiidi kaevandamine ja ammutamine võib avaldada keskkonnamõju. See hõlmab elupaikade hävitamist, veereostust ja pinnase degradeerumist.
Mõned liitiumi kaevandamise meetodid, eriti need, mis hõlmavad soolveebasseine, võivad olla veemahukad. See võib koormata kohalikke veevarusid, eriti kuivades piirkondades, kus liitiumimaardlad on levinud.
Liitiumioonakude tootmisel kasutatakse mitmesuguseid kemikaale, näiteks lahusteid, elektrolüüte ja katteid. Need kemikaalid võivad nõuetekohase käitlemise korral põhjustada reostust ja kahjustada ökosüsteeme.
Liitiumioonakude ülemaailmne tarneahel hõlmab tooraine ja komponentide pikamaavedu. See võib kaasa tuua heitkoguseid laevandusest, veoautodest ja muudest transpordiliikidest.
Kuigi liitiumioonakud on taaskasutatavad, satuvad paljud neist prügimäele või taaskasutatakse valesti. Ebapiisav kõrvaldamine võib põhjustada ohtlike materjalide, näiteks raskmetallide ja mürgiste kemikaalide eraldumist.
Kui suur osa liitiumioonakudest taaskasutatakse?
Taaskasutusmäär oli vahemikus 5–50%. Liitiumioonakude lühikese ajaloo tõttu pole süstemaatilist taaskasutussüsteemi veel loodud.
Lapstööjõu kasutamine
Koobalt on liitiumioonakude oluline komponent ja Kongo Demokraatlik Vabariik (KDV) moodustab märkimisväärse osa ülemaailmsest koobaltitoodangust. See piirkond on silmitsi seisnud tööõiguste probleemidega, sealhulgas lapstööjõu kasutamisega käsitöönduslikus kaevandamises.
Liitiumioonakude tuleohutuse mõistmine on kriitilise tähtsusega, eriti arvestades nende laialdast kasutamist elektroonikas, elektriautodes ja energiasalvestussüsteemides. Siin on mõned olulised punktid, mida liitiumioonakude tuleohutuse kohta meeles pidada:
Liitiumioonakude tulekahjude kustutamine
Traditsioonilised tulekustutusmeetodid, näiteks vesi või CO2, on liitiumioonakude tulekahjude kustutamisel ebaefektiivsed. Soovitatav on kasutada spetsiaalseid tulekustutusvahendeid, näiteks pulberkustuteid või spetsiaalseid liitiumioonakude tulekustutussüsteeme.
Siin on mõned tulekustutid, mis sobivad liitiumioonakude tulekahjude kustutamiseks:
Pulberkustutid (D-klass või ABC-klass):
D-klass
D-klassiga tähistatud pulberkustutid on spetsiaalselt loodud metallide, sealhulgas liitiumi tulekahjude kustutamiseks. Need kasutavad tulekahju kustutamiseks ja metalli hapnikuga reageerimise vältimiseks pulberkustutit, näiteks naatriumkloriidi.
ABC
Mõned ABC-tulekustutid sisaldavad kuiva keemilist pulbrit, mis on liitiumioonakude tulekahjude kustutamisel tõhus. Otsige kustuteid, millel on spetsiaalselt märgitud, et need sobivad liitiumipõlengute kustutamiseks.
Liitiumioonakude tulekustutussüsteemid
Need on spetsiaalsed tulekustutussüsteemid, mis on loodud spetsiaalselt liitiumioonakude tulekahjude jaoks. Sageli kasutatakse tulekahju tõhusaks ja ohutuks kustutamiseks spetsiaalseid aineid või meetodeid.
Grafiidipulberkustutid
Liitiumioonakude tulekahjude summutamiseks ja jahutamiseks kasutavad need kustutid peent grafiidipulbrit. Need takistavad tuleohtlike gaaside vabanemist, moodustades põleva aku kohale barjääri.
Tulekustutustekid
Mittesüttivaid tulekustutustekke saab kasutada põleva liitiumioonaku summutamiseks ja isoleerimiseks, aidates vältida tule levikut.
Spetsiaalsed liitiumioonakude tulekustutuspallid
Need on sfäärilised seadmed, mis sisaldavad tulekustutusaineid, mis on loodud automaatselt aktiveeruma leegiga kokkupuutel. Neid saab kasutada kiireks reageerimiseks liitiumioonakude hädaolukordades.
On äärmiselt oluline, et kõik kasutatavad tulekustutusvahendid oleksid liitiumioonakude tulekahjude kustutamiseks sobivad.
Muud olulised punktid liitiumioonakude tuleohutuse kohta.
Kui liitiumioonakud on kahjustatud, üle laetud või tühjenenud või puutuvad kokku kõrge temperatuuriga, võib tekkida protsess, mida nimetatakse termiliseks läbimurdeks. See on iseenesest püsiv reaktsioon, mis võib põhjustada kõrge temperatuuri, leegi ja potentsiaalselt ohtlike gaaside, näiteks süsinikmonooksiidi, süsinikdioksiidi ja mürgiste aurude eraldumist. Seega on akupõlengutega tegelemisel piisav ventilatsioon kriitilise tähtsusega!
Liitiumioonakude transportimisel tuleb võtta täiendavaid ettevaatusabinõusid. Hiljuti süttis Põhjameres Hollandi ranniku lähedal kaubalaev, tappes vähemalt ühe inimese ja vigastades mitut teist. Tulekahju süütas elektriauto.
Electric car believed to have caused cargo ship fire | DW News
Erinevalt tavalistest sõidukitest võivad elektrisõidukid süttida isegi paigal seistes, kuna nende akud saavad laadimise ajal kergesti kahjustada!
Liitiumioonakude või neid akusid kasutavate seadmete hoidmine jahedas, kuivas ja otsese päikesevalguse ning soojusallikate eest kaitstud kohas aitab vähendada tulekahjuohtu.
Liitiumioonakude ülelaadimine või ületühjendamine võib põhjustada sisemisi kahjustusi ja suurendada termilise läbimurde ohtu.
Kui kahtlustatakse, et liitiumioonaku on defektne või ohtlik, tuleks seda käidelda vastavalt tootja tagasikutsumise juhistele. Keskkonna kaitsmiseks tuleb kasutada nõuetekohaseid jäätmekäitlusmeetodeid.
Inimesed ja organisatsioonid saavad astuda ennetavaid samme liitiumioonakudega seotud intsidentide ohu vähendamiseks ja hädaolukorras tõhusalt reageerimiseks, kui nad on nendest kriitilistest punktidest teadlikud.