ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 614.841., 621.311.61

ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

О. И. ОРЛОВ, В. А. КОМЕЛЬКОВ, Д. В. СОРОКИН

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

Для определения направлений по разработке новых способов и средств тушения литий-ионных аккумуляторных батарей авторами обобщены сведения о конструктивных особенностях строения современных литий-ионных аккумуляторов. Исследованы возможные причины воспламенения и пожарная опасность литий-ионных аккумуляторов. Проведен анализ общедоступных случаев пожаров по причине воспламенения литий-ионных аккумуляторных батарей на автотранспорте.

Ключевые слова: литий-ионный аккумулятор, литий-ионная аккумуляторная батарея, пожарная опасность.

FIRE HAZARD OF LITHIUM-ION CELL

O. I. ORLOV, V. A. KOMELKOV, D. V. SOROKIN

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education

«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

In order to determine the directions for the development of new methods and techniques for extinguishing lithium-ion batteries, the authors have generalized information about the structural features of the structure of modern lithium-ion cells. Possible causes of ignition and fire hazard of lithium-ion batteries were investigated. The analysis of public fires due to the ignition of lithium-ion batteries on vehicles was carried out.

Key words: secondary lithium-ion cell, lithium-ion battery, fire hazard.

В настоящее время Ивановская пожар-но-спасательная академия ГПС МЧС России совместно с ООО «Техно» группы компаний «ЭПОТОС» проводит исследования по разработке новых способов тушения литий-ионных аккумуляторных батарей. Для определения приоритетных направлений в разработке необходимо исследовать наиболее распространенные виды и пожарную опасность отдельных литий-ионных аккумуляторов (далее - ЛИА) и батарей на их основе.

В настоящее время в научной периодике этой теме уделяется большое внимание, вследствие широкого распространения в промышленности, транспорте и товарах народного потребления литий-ионных аккумуляторов. Однако, вопросы по способам и средствам для их тушения до сих пор не имеют однозначного ответа.

Например, по мнению авторов работы [1] наиболее эффективное огнетушащее средство для литий-ионных аккумуляторных батарей (далее - ЛИАБ) должно обладать следующими свойствами:

- высокой теплоемкостью для охлаждения батарей и быстрого тушения пламени;

- низкой электропроводностью для предотвращения короткого замыкания батареи во время тушения пожара;

- низкой вязкостью для облегчения проникновения огнетушащего средства в компактный аккумуляторный блок, что может предотвратить повторное воспламенение и распространение;

- быть легкодоступным и экологически чистым;

- быстро уменьшать количество дыма.

В этой же работе отмечено, что углекислый газ С02 мало эффективен для снижения температуры ЛИАБ вследствие собственной низкой теплоемкости.

© Орлов О. И., Комельков В. А., Сорокин Д. В., 2023

Огнетушащий порошок ABC подходит для тушения пожара ЛИА (одного элемента), но не подходит для батареи в целом.

Аэрозоль при тушении рассматриваемых пожаров может производить побочные продукты с высокой температурой из-за экзотермической реакции, протекающей при его генерации, что может увеличить риск повторного воспламенения ЛИАБ.

Огнетушащие средства на водной основе имеют лучшие характеристики при тушении пожара ЛИАБ [1,2], особенно вследствие эффективности снижения температуры батареи и низкой стоимости. Тем не менее, электропроводность является одной из проблем для огнетушащих средств на водной основе, используемых для тушения пожара ЛИАБ.

Для поиска решений по разработке наиболее эфективного средства и способа тушения ЛИАБ на первоначальном этапе настоящей работы авторами поставлены следующие задачи:

- провести анализ имеющихся сведений об особенностях конструкции современных ЛИА;

- исследовать наиболее вероятные причины возникновения пожара ЛИА;

- исследовать особенности возникновения пожаров на основе известных случаев, произошедших вследствие воспламенения ЛИАБ на транспорте.

Конструктивные особенности строения

литий-ионных аккумуляторов, причины воспламенения

ЛИА состоят из электродов (катода и анода), которые разделены сепаратором, пропитанным электролитом. Электроды располагаются в герметичном корпусе, который может быть оснащен предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных режимах работы. ЛИА различаются по типу используемого материала положительного электрода.

Переносчиком заряда в ЛИА является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалиро-вать) в кристаллическую решётку других материалов с образованием химической связи.

Анод

Данный электрод литий-ионного элемента состоит из соединения с интеркалиро-ванным литием, покрывающим тонким слоем

металл (в основном медная фольга). Наиболее распространенным анодным материалом является какая-либо форма углерода, обычно графит, в порошковой форме, в сочетании со связующим материалом. Свойства углерода могут значительно варьироваться в зависимости от происхождения графита (естественный или синтетический), от чистоты и размера частиц, от распределения размера и формы частиц, кристаллической фазы углерода и т.д.

Также в мировой практике изготавливались и испытывались материалы анода, состоящие из кремния, германия и титаната (Li4Ti5O12), но в настоящее время они применяются редко.

Катод

В зависимости от химического состава и устройства катода литий-ионные аккумуляторы разделяются на типы LMO, LCO, NCA, N1^, LFP, LTO и др.

Наиболее распространенный материал данного электрода в литий-ионных элементах - это оксид лития-кобальта LiCoO2 [3,4]

Однако используются различные другие материалы, такие как литий-железо-фосфат (LiFePO4, LFP), литий-марганцевая шпинель ^Мп^4, Li-Mn) или смешанные оксиды металлов, которые включают кобальт (Со), никель (№), алюминий (А1) и оксиды марганца, такие как никель-кобальт-алюминий ^СА-материал) (LiNi0.8Co0.15Al0.05O2) и никель-марганец-кобальт ^МС-материал) (LiNi1/зMn1/зCo1/зO2).

Наибольший интерес для авторов настоящей статьи представляют LFP-аккумуляторы и аккумуляторы типа NMC, которые применяются для изготовления силовых установок транспортных средств.

Электролит

ЛИА имеют существенный внутренний недостаток - легковоспламеняющийся электролит на органической основе. Аккумуляторы в составе батареи могут подвергаться тепловому разгону, что приводит к значительному тепловыделению, взрывной разгерметизации внешней металлической оболочки аккумулятора и возникновению форса пламени, температура которого по некоторым оценкам может-превышать 1000 °С [5].

Основные виды и пожароопасные свойства компонентов электролитов приведены в табл. 1 [6].

Таблица 1. Основные виды и пожароопасные свойства компонентов электролитов

литий-ионных аккумуляторов

Компонент электролита Молекулярная формула Температура плавления, °С Температура кипения, °С Температура вспышки, °С Температура самовоспламенения, °С Теплота сгорания, кДж/мл

Пропиленкарбонат (PC) C4H6O3 -49 242 135 455 -20,1

Этиленкарбонат (EC) C3H4O3 36 248 145 465 -17,2

Диметилкарбонат (DMC) C3H6O3 2 91 18 458 -15,9

Диэтилкарбонат (DEC) C5H10O3 -43 126 25 445 -20,9

Этил метил карбонат (EMC) C4H8O3 -14 107 25 440 -

Причины воспламенения и пожарная опасность литий-ионных аккумуляторов

Основные причины и схема развития пожароопасной ситуации очень подробно изложены в работе [7]. Обобщение причин возгорания ЛИА представлено на рисунке 1.

Дефекты производства и внешние механические повреждения, а также образование дендритов (ионы лития, осаждаемые на аноде и образующие древовидные структуры) и перезаряд могут привести к внутреннему корот-

кому замыканию. Это, наряду с внешним коротким замыканием, может привести к саморазогреву аккумулятора с последующим возгоранием.

В результате перезаряда или внешнего нагрева также может происходить тепловой разгон аккумулятора. Эти факторы как в совокупности, так и в отдельности могут привести к разгерметизации аккумулятора, его воспламенению или взрыву.

Рис. 1. Схема возможных причин возгорания ЛИА

Процесс теплового разгона ЛИА в общем случае включает следующие последовательные стадии [7]:

- нагрев электролита с увеличением зарядного тока (60-80 °С);

- разрушение анода (90 °С);

- образование горючих газов в корпусе (110 °С);

- короткое замыкание между электродами (135 °С);

- рост давления, вскрытие корпуса, воспламенение (200 °С).

Ряд исследований [8, 9], основанных на измерениях тепловой стабильности катодных материалов с электролитом в условиях полного напряжения заряда показал, что катодные материалы начинают вступать в экзотермическую реакцию с электролитом при температурах от 130 до 250 °С. Однако, анод начинает реагировать экзотермически при более низких температурах, кроме этого существует большая вероятность возникновения короткого замыкания в элементе из-за его строения и внутренних производственных дефектов.

Легковоспламеняющиеся компоненты литий-ионных аккумуляторов

Наиболее легковоспламеняющимся компонентом литий-ионного элемента является электролит на основе углеводородов. При этом даже полностью разряженные литий-ионные элементы содержат ощутимую химическую энергию, которая может высвобождаться в результате сгорания электролита [6]. Разгерметизация литий-ионных элементов высвобождает легковоспламеняющиеся пары и приводит к высвобождению легковоспламеняющегося электролита, что увеличивает общее тепловыделение пожара.

Другие горючие компоненты литий-ионного элемента включают полимерный се-

паратор, а также различные связующие вещества, используемые в электродах, и графит анода. Некоторые из этих компонентов разлагаются, если элемент подвергается термическому разгону и из него выделяются легковоспламеняющиеся газы.

Важно для разработки средств пожаротушения понимать, что современные ЛИА не содержат металлического лития в каком-либо значительном количестве. В литий-ионных элементах ионы Li+ функционируют только как носители электрического заряда.

Состав газовой смеси при разгерметизации аккумуляторов

В работе [10] описан состав выбросов газа из литий-ионного элемента, подлежащего нагреву со скоростью 1 °С/мин до температуры 200 °C. Испытанные элементы имели на катоде NiCo2O4 (NCO), смешанный графитовый анод и электролит смешанного этиленкарбона-та EC с диэтилкарбонатом DEC. Авторы обнаружили, что в число выбросов газа входят водород, окись углерода, диоксид углерода, метан, этилен, этан, пропилен и С4, С5 углеводороды. Значительная часть выбросов газа приходится на углекислый газ.

В работе [11] опубликовано более обширное исследование выбросов газов из литий-ионных элементов. Авторы отбирали пробы газов, образовавшихся в экспериментальных образцах: газов, образовавшихся в аккумуляторах до их разгерметизации, и газов, высвободившихся из этих элементов во время выброса. Кроме этого во время экспериментов зафиксировано образование этилфторида (C2H5F) при определенных условиях. В этой же работе опубликованы объемы выбросов газа и относительная доля компонентов выбросов (табл. 2-3).

Тип литий-ионного аккумулятора Новые литий-ионные аккумуляторы со степенью заряда 100% Старые литий-ионные аккумуляторы со степенью заряда 100%*

Максимальная температура образца 25 0С 45 0С

Объемный процент

H2 8,2 % 0,3 %

Ar 44,0 % 27,8 %

n2 6,2 % 9,6 %

Таблица 2. Состав газов механически поврежденных литий-ионных аккумуляторов

Тип литий-ионного аккумулятора Новые литий-ионные аккумуляторы со степенью заряда 100% Старые литий-ионные аккумуляторы со степенью заряда 100%*

O2 0,1 % 1,7 %

CO 4,2 % 11,3 %

CO2 12,6 % 26,3 %

CH4 13,5 % 11,5 %

C2H4 3,1 % Не обнаружен

C2H6 Не обнаружен Не обнаружен

Этил фторид C2H5F Не обнаружен Не обнаружен

Пропилен С3Н6 Не обнаружен Не обнаружен

Пропан C3H8 Не обнаружен 0,06

Электролитный растворитель (смесь этиленкарбоната EC/ этилметилкарбоната EMC) 11,2 % 11,5 %

*Литий-ионные элементы были состарены путем их выдержки при 45 °С и 80 % степенью заряда в течение 8 недель.

Таблица 3. Нормализированный состав газа (без азота, кислорода и аргона)

Заряд 100 % новый выброс при 130 0С Заряд 100 % старый заряд 60 % выброс при 130 0С

Тип литий-ионного элемента Заряд 100 % новый выброс при 130 0С Заряд 100 % старый предв. проколот Заряд 100 % старый заряд 60 % выброс при 130 0С

Максимальная температура образца 130 0С 160 0С 160 0С 160 0С 160 0С

Объемный процент, %

5,1 5,9 6,5 5,0 7,3

15,1 6,4 8,4 6,5 9,1

61,4 75,8 68,0 66,0 58,4

7,4 1,9 1,2 2,0 2,4

8,7 8,8 15,5 19,0 15,7

C2H6 1,9 1,1 0,3 1,5 1,4

Этил фторид C2H5F - - - - 5,6

Заряд 100 % новый выброс при 130 0С Заряд 100 % старый заряд 60 % выброс при 130 0С

Тип литий-ионного элемента Заряд 100 % новый выброс при 130 0С Заряд 100 % старый предв. проколот Заряд 100 % старый заряд 60 % выброс при 130 0С

Пропилен С3Н6 0,3 0,1 0,00 0,00 0,00

Пропан C3H8 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Сведения о пожарах, произошедших в 2019-2023 гг. вследствие воспламенения ЛИАБ

Целью настоящего исследования являлось установление случаев пожаров на транспорте по причине воспламенения ЛИАБ и определение характерных особенностей таких

пожаров. Вследствие отсутствия официальной статистики по указанным пожарам сведения взяты из открытых источников в сети Интернет и периодической научной печати.

В табл. 4 перечислены несколько случаев взрывов и возгорания ЛИАБ за последние годы.

Вид транспорта Дата Страна Краткое описание Ссылка

08.2019 Россия После столкновения с машиной «ГАЗель» электрокар Tesla взорвался.

Электромобиль 08.2021 США Автомобиль Tesla загорелся во время ночной зарядки аккумулятора. После возгорания автомобиля Model S огонь перекинулся на вторую такую же машину, а затем загорелся весь дом. В отчете пожарных говорится, что причиной возгорания могла стать неисправность системы терморегулирования или электрооборудования. Отмечается, что автомобиль был выпущен в 2013 году. https://lenta. ru/news/ 2021/08/05/models/

06.2021 США Автомобиль Tesla Model S Plaid загорелся во время движения. Водитель попытался покинуть салон, однако электронная система управления заблокировала двери. Мужчине пришлось выбить дверь, чтобы спастись.

Таблица 4. Случаи взрывов и возгораний литий-ионных аккумуляторных батарей

на транспорте

Вид транспорта Дата Страна Краткое описание Ссылка

Электромобиль 06.2019 Бельгия Электрокар Tesla Model S полностью сгорел в процессе зарядки. Владелец авто рассказал, что он приехал к станции Supercharger и, включив зарядку, отошёл на несколько минут. Вернувшись на место, он обнаружил, что его электрокар полыхает вместе с зарядной станцией. Пожарные потушили очаги открытого пламени, а затем переместили весь автомобиль в огромную ёмкость с водой, где он и находился всю ночь. https://3dnews.ru/988 523/elektrokar-tesla-model-s-zagorelsya-vo-vremya-zaryadki

Электромобиль 01.2021 Китай Владелец привез Chery Arrizo E на зарядку, но в какой-то момент машина задымилась. Внутри автомобиля был человек. Когда он вышел, электрокар загорелся. https://www.autonew s.ru/news/60166ceb9 a79475cd054de4b

Электромобиль 07.2021 Китай В Китае провели независимый краш-тест электромобилей Arcfox aS и BYD Han с фронтальным смещением на скорости 64 км/ч. Автомобиль Han через двое суток после испытаний загорелся. BYD Han оснащается аккумуляторной батареей Blade на основе аккумуляторов LFP. Повреждённый электрокар внезапно загорелся, аккумулятор начинал надуваться и белый дым заполнил помещение полигона. https://rg.ru/2021/07/ 30/kitajskij-elektrokar-zagorelsia-spustia-dvoe-sutok-posle-krash-testa.html

Электромобиль 08.2021 Нидерланды Владелица отключила свой Volkswagen ID.3 от зарядной станции, когда заметила, что электромобиль начал дымиться. Вскоре он был полностью охвачен огнём. Спасатели оперативно прибыли на место, но спасти хэтчбек не удалось. Восстановлению он не подлежит. https://devby.io/news/ v-niderlandah-na-zaryadke-zagorelsya- elektrokar-volkswagen-sgorel-dotla

Электромобиль 11.2021 США Стоявший на зарядке электромобиль Tesla Model 3 начал возгораться с задней части, был слышен взрыв предположительно из аккумуляторного блока. https://gt-news.ru/n ews/vid eo-vo-vremya-zaryadki- sgorela-ocherednaya-tesla/

Вид транспорта Дата Страна Краткое описание Ссылка

Электромобиль 08.2022 США Во Флориде сгорел электрокроссовер Jaguar I-Pace. По заявлению его владельца, автомобиль загорелся, когда стоял в гараже без движения и при этом не был подключён к зарядной станции. Jaguar I-Pace комплектуется теми же батареями компании LG, что и электромобили Chevrolet Bolt - некоторое время назад было зафиксировано несколько случаев их самовозгорания. https://auto.ru/mag/ar ticle/elektrokar-jaguar-ipace-sgorel- vo-vremya-stoyanki/?utm_referr er=www.google.com

Электромобиль 02.2023 Китай Во время зарядки самопроизвольно загорелся электрокар Neta S. По словам очевидцев от появления дыма до сильного возгорания прошло всего около минуты. Еще ранее подобное произошло со стоявшим на парковке автомобилем Neta U. https://daily-motor.ru/autonews/1 13321

Электромобиль 02.2023 Россия В Кемерове на зарядной станции вспыхнул электрокар. В МЧС сигнал поступил в 17:24. На момент прибытия из электромобиля Nissan Leaf 2011 года выпуска шел дым. В результате обгорел аккумулятор. Ликвидировали огонь в 17:29. Предварительная причина -неисправность электрооборудования транспортного средства. https://mezhdurechen sk.chastnik-m.ru/n ews/news/?id= 60708

Электромобиль 03.2023 Россия Легковой электромобиль «Zotye E200», находившийся возле дома своего владельца, внезапно загорелся. О прибытии на место происшествия спасатели начали тушить возгорание, когда неожиданно произошел взрыв, который уничтожил машину полностью https://newgrodno.by/ incidents/elektromobil -v-zhodino-privel-k-vzryvu/

Электромобиль 04.2023 Россия Электрический кроссовер Neta V загорелся во время движения. https://daily-motor.ru/autonews/1 13321

Электромобиль 05.2023 Россия В Красноармейском районе Волгограда в гараже частного дома загорелся электромобиль LiXang 2020 года выпуска. В момент воспламенения машина заряжалась от сети. https://v102.ru/news/ 119109.html

Электромобиль 06.2023 Россия В Иркутске около 13:00 загорелся электрокар Nissan. На место выехали две единицы пожарно-спасательной техники https://www.irk.ru/ne ws/20230622/car/

Вид транспорта Дата Страна Краткое описание Ссылка

Электробус 05.2021 Китай Электробус стоял на зарядке рядом с другими электрическими автобусами. Произошло воспламенение. Ветер распространил огонь на соседние электробусы. http://autodr.ru/news/ avtoproishestviya/12 735-elektricheskiy-avtobus-zagorelsya-i-podzheg-sosednie-video.html

Электробус 06.2021 Россия В Невском районе Петербурга произошел пожар в электробусе. На крыше общественного транспорта загорелась аккумуляторная батарея. За полчаса спасатели потушили пожар. На место выезжали 4 пожарные машины и 18 спасателей. https://spbdnevnik.ru/ news/2021-06-18/v-nevskom-rayone-peterburga-zagorelsya-elektrobus

Электробус 09.2021 Германия В конце сентября в Штутгарте в одном из автобусных парков произошел крупный пожар, в результате которого было уничтожено здание депо и 25 единиц техники. Причиной же произошедшего стал электробус Mercedes eCitaro. Он воспламенился во время подзарядки через мачту пантографа - и огонь очень быстро перешел на другую технику и здания. https://autoreview.ru/ articles/gruzoviki-i-avtobusy/goroda- germanii-priostanavlivayut- ekspluataciyu-elektrobusov-iz-za-pozharov

Электробус 10.2021 Россия На Дмитровском шоссе загорелся электробус КамАЗ-6282. В последнее время зафиксировано сразу несколько аналогичных случаев. Первый случай был зафиксирован 20 сентября - тогда причиной стало короткое замыкание. В итоге автобус получил серьёзные повреждения и был списан. В конце сентября у ещё одного КамАЗа-6282 загорелся фильтр компрессора. https://www.ixbt.com/ news/2021/10/19/v-moskve-zagorelsja-jelektrobus-jeto-uzhe-tretij-sluchaj-za-mesjac-.html

Вид транспорта Дата Страна Краткое описание Ссылка

Электробус 01.2022 Россия Электробус загорелся около 21:30 в Москве на Бибиревской улице. В момент происшествия машина марки «КамАЗ» находилась на стоянке без пассажиров, в связи с чем в результате инцидента никто не пострадал. Это четвертое самовозгорание электробуса в Москве начиная с 2018 года. Первый КамАЗ загорелся 20 сентября из-за короткого замыкания, второй - неделей позже: тогда вспыхнул фильтр компрессора. Третий случай засняли на видео в октябре, когда электробус следовал в парк без пассажиров. https://www.m24.ru/n ews/proisshestviya/2 6012022/201987?ut m_source=CopyBuf https://motor.ru/news/ kamaz-fire-27-01-2022.htm https://www.ixbt.com/ news/2021/10/19/v-moskve-zagorelsja-jelektrobus-jeto-uzhe-tretij-sluchaj-za-mesjac-.html

Электробус 07.2022 - Горение электробуса зафиксировано на видео. Происходит интенсивный выброс горючих газов и их горение. Фонтанирующее горение газов с высотой 5-6 м. https://dzen.ru/video/ watch/625fe4ea5432 7932840c9ecf https://dzen.ru/video/ watch/61f27269c18e 4742a340b005?sid= 0 https://dzen.ru/video/ watch/62ed5808d805 a779e398d5a3?sid= 0

Электробус 09.2022 Франция В Париже при стоянке электробуса произошел хлопок. Воспламенение с появлением белого дыма и искр. В течение 14 секунд огнем охвачена вся крыша электробуса. Интенсивное горение газов с выбросом искр белого цвета с разбросом в радиусе около 10 м. В процессе пожара происходило несколько хлопков. https://dzen.ru/video/ watch/6328beca10a0 04260b7cf248?sid=0

Отдельные случаи взрывов и возгорания литий-ионных аккумуляторных батарей в мире также указаны в работах [7,12].

В результате анализа общедоступных случаев пожаров по причине воспламенения ЛИАБ можно сделать следующие выводы:

- причиной возгорания ЛИАБ на транспорте может являться тепловой разгон ЛИАБ в результате механического повреждения, перегрева или перезаряда;

- значительное количество пожаров происходит в процессе заряда ЛИАБ;

- при воспламенении ЛИАБ может происходить выброс форса пламени, искр, капель расплавленного металла на расстояние,

значительно превышающее размеры самой ЛИАБ;

- воспламенение ЛИАБ может произойти повторно через несколько суток после окончания тушения;

- при перегреве ЛИАБ выделяется газ, который повышает давление внутри ее, также выделяются летучие легковоспламеняющиеся органические вещества, которые могут вызвать взрыв или разгерметизацию аккумуляторного элемента с последующим горением.

Выводы

В ходе выполнения настоящей работы определено, что пожарную опасность ЛИА определяют электролит, горючий сепаратор и горючие газы, образующиеся в результате химических реакций, протекающих внутри литий-ионного элемента и выбрасываемые наружу при его разгерметизации.

Основными причинами воспламенения ЛИАБ является саморазогрев в результате короткого замыкания либо разгерметизация с последующим воспламенением.

При разгерметизации ЛИА происходит выброс газовой смеси, в состав которой могут входить водород, окись углерода, диоксид углерода, метан, этилен, этан, пропилен и С4, С5 углеводороды. Значительная часть выбросов приходится на углекислый газ.

Особо опасным режимом для ЛИАБ является возможность теплового разгона, происходящего в результате перезаряда, внешнего нагрева, внутреннего замыкания.

Наиболее опасным периодом эксплуатации ЛИАБ, в том числе в составе транспортных средств, является время заряда. Именно в

этот период, по данным о произошедших пожарах, происходит наибольшее количество возгораний.

Перспективными для разработки силовых установок транспортных средств являются аккумуляторы типа LFP и NMC.

Горение силовых установок транспортных средств может сопровождаться интенсивным выбросом горючих газов и их фонтанирующим горением с форсом пламени достигающим 5-6 м.

Тушение ЛИАБ стандартными способами осложняется невозможностью попадания огнетушащих веществ внутрь корпуса, а также возможностью повторного самовоспламенения.

Огнетушащее вещество для тушения ЛИАБ целесообразно разрабатывать на водной основе. При этом оно должно обладать высокой теплоемкостью для охлаждения батарей и быстрого тушения пламени, низкой электропроводностью для предотвращения короткого замыкания батареи во время ее тушения.

Список литературы

1. Обзор огнетушащих средств при тушении литий-ионных батарей / А. А. Мельник, Ю. Н. Елисеев, А. В. Мокряк [и др.] // Сибирский пожарно-спасательный вестник. 2021. № 2 (21). С. 33-35.

2. Maloney T. Extinguishment of LithiumIon and Lithium-Metal Battery Fires. Federal Aviation Administration, January 2014.

3. Pillot C. Present and Future Market Situation For Batteries. Proceedings, Batteries 2009, September 30 - October 2, 2009, French Riviera.

4. Pillot C. Main Trends for Rechargeable Battery Market 2009-2020. Proceedings, Batteries 2010, September 29 - October 1, 2010, French Riviera.

5. Мокряк А. В., Мокряк А. Ю., Мельник А. А. Анализ остатков литий-ионных аккумуляторов после теплового разгона методом сканирующей электронной микроскопии // Международный научно-исследовательский журнал, 2023, № 4 (130), / DOI: https://doi.org/ 10.23670/IRJ.2023.130.63.

6. Lithium-Ion Batteries Hazard and Use Assessment. / Celina Mikolajczak, Michael Kahn, Kevin White [et al.]. Exponent Failure Analysis Associates, Inc, July 2011. p. 15.

7. Харламенков А. С. Пожарная опасность применения литий-ионных аккумуляторов в России // Пожаровзрывобезопасность/

Fire and Explosion Safety. 2022. Т. 31. № 3. С.96-102.

8. Jiang J., Dahn J. Electrochem. Comm. 6, 2003, 1, pp. 39-43,

9. M. Takahashi, S. Tobishima, K. Takei [et al.]. Solid State Ionics, 2002, vol. 3-4, pp. 283298,

10.Crafts C., Borek T., Mowry C. Safety Testing of 18650-Style Lithium-ion Cells. Sandia National Laboratories, SAND2000-1454C, May 2000.

11.Advanced Technology Development Program for Lithium-Ion Batteries: Thermal Abuse Performance of 18650 Li-Ion Cells / E. P. Roth, C. C. Crafts, D. H. Doughty [et al.]. Sandia Report: SAND2004-0584, March 2004.

12. Елисеев Ю. Н., Мокряк А. В. Анализ пожарной опасности литий-ионных аккумуляторных батарей // Вестник Санкт-Петербургского Университета ГПС МЧС России. 2020. № 3. С. 14-17. URL: https: //www.elibrary.ru/item. asp?id=44108898.

References

1. Obzor ognetushashchih sredstv pri tushenii litij ionnyh batarej [Review of fire extinguishing agents for extinguishing lithium-ion batteries] / A. A. Melnik, Yu. N. Eliseev, A. V. Mokryak [et al.]. Sibirskij pozharno spasatel-nyj vestnik, vol. 2 (21)-2021, pp. 33-35.

2. Maloney T. Extinguishment of LithiumIon and Lithium-Metal Battery Fires. Federal Aviation Administration, January 2014.

3. Pillot C. Present and Future Market Situation For Batteries. Proceedings, Batteries 2009, September 30 - October 2, 2009, French Riviera.

4. Pillot C. Main Trends for Rechargeable Battery Market 2009-2020. Proceedings, Batteries 2010, September 29 - October 1, 2010, French Riviera.

5. Mokryak A. V., Mokryak A. Yu., Melnik A. A. Analiz ostatkov litij ionnyh akkumul-yatorov posle teplovogo razgona metodom ska-niruyushchej ehlektronnoj mikroskopii [Analysis of lithium-ion battery residues after thermal runaway using scanning electron microscopy] Mezhdu-narodnyj nauchno issledovatelskij zhurnal, 2023, vol. 4 (130), / DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ. 2023.130.63.

6. Lithium-Ion Batteries Hazard and Use Assessment. / Celina Mikolajczak, Michael Kahn, Kevin White [et al.]. Exponent Failure Analysis Associates, Inc, July 2011. p. 15.

7. Harlamenkov A.C. Pozharnaya opasnost primeneniya litij-ionnyh akkumulyatorov v Rossii // Pozharovzryvobezopasnost /Fire and Explosion Safety. 2022. T. 31. № 3. P. 96-102.

8. Jiang J., Dahn J. Electrochem. Comm. 6, 2003, 1, pp. 39-43,

9. M. Takahashi, S. Tobishima, K. Takei [et al.]. Solid State Ionics, 2002, vol. 3-4, pp. 283298,

10.Crafts C., Borek T., Mowry C. Safety Testing of 18650-Style Lithium-ion Cells. Sandia National Laboratories, SAND2000-1454C, May 2000.

11.Advanced Technology Development Program for Lithium-Ion Batteries: Thermal Abuse Performance of 18650 Li-Ion Cells / E. P. Roth, C. C. Crafts, D. H. Doughty [et al.]. Sandia Report: SAND2004-0584, March 2004.

12.Eliseev Yu. N., Mokryak A. V. Analiz pozharnoj opasnosti litij-ionnyh akkumulyatornyh batarej [Fire Hazard Analysis of Li-Ion Batteries]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta GPS MCHS Rossii, 2020, issue 3, pp. 14-17. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44108898.

Орлов Олег Иванович

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

кандидат технических наук

E-mail: [email protected]

Orlov Oleg Ivanovich

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy

of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies

and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo

œndidate of technical sciences

E-mail: [email protected]

Комельков Вячеслав Алексеевич

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

кандидат технических наук, доцент

E-mail: [email protected]

Komelkov Vyacheslav Alekseevich

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy

of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies

and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo

œndidate of technical sciences, senior lecturer

E-mail: [email protected]

Сорокин Дмитрий Вячеславович

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

кандидат технических наук

E-mail: [email protected]

Sorokin Dmitrij Vyacheslavovich

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy

of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies

and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo

œndidate of technical sciences

E-mail: [email protected]