1.An toàn vận chuyển pin Lithium

Là một loại năng lượng sạch mới, pin lithium đã và đang hỗ trợ các sản phẩm thiết yếu và có thể tiếp cận được với mọi người bất cứ lúc nào. Do đó, sự an toàn của nó liên quan đến tất cả người tiêu dùng, nhà sản xuất và các đơn vị vận tải, điều này đã gây ra mối quan tâm từ tất cả các bên.

Pin lithium chủ yếu được chia thành pin lithium kim loại và pin lithium ion. Cực âm của pin lithium kim loại là kim loại lithium, và cực dương và cực âm của pin lithium ion là hợp chất được nhúng với ion lithium. Kể từ khi Tập đoàn Sony của Nhật Bản phát triển thành công pin lithium-ion vào năm 1992 và thương mại hóa chúng, chúng đã được sử dụng rộng rãi làm nguồn điện cho điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh, máy ảnh, v.v. do những ưu điểm độc đáo của chúng như điện áp làm việc cao, mật độ dòng năng lượng cao, tuổi thọ chu kỳ dài, tự xả thấp và không gây ô nhiễm. Tương tự như vậy, nó cũng dần dần được phát triển thành pin năng lượng chính thống trong hàng không vũ trụ, dẫn đường, vệ tinh nhân tạo, dụng cụ y tế nhỏ, thiết bị liên lạc giao thông và quân sự.

Tuy nhiên, kể từ khi pin lithium ra đời, việc sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và sử dụng pin này đã đi kèm với nhiều tai nạn an toàn khác nhau, đặc biệt là trong quá trình vận chuyển, tai nạn xảy ra thường xuyên. Cho đến nay, đã xảy ra nhiều vụ cháy máy bay do pin lithium gây ra, gây ra thiệt hại kinh tế đáng kể và nguy cơ an toàn tiềm ẩn. Do đó, an toàn vận chuyển pin lithium đã được các chính phủ và ngành vận tải trên toàn thế giới ngày càng chú trọng. Các sở giao thông vận tải ở Trung Quốc và thậm chí trên toàn thế giới đã tăng cường mạnh mẽ việc giám sát vận chuyển pin lithium.

Tại sao pin lithium lại nguy hiểm như vậy? Một trong những lý do là kim loại lithium là một chất rất hoạt động với các đặc tính hóa học. Khi tiếp xúc với không khí, nó sẽ phản ứng với oxy trong không khí theo cách rất mạnh và cháy. Pin kim loại lithium, sử dụng kim loại lithium làm vật liệu cực dương, về bản chất là nguy hiểm.

Đối với pin lithium-ion, nếu chất lượng sản phẩm không đạt tiêu chuẩn hoặc sử dụng không đúng cách, có thể xảy ra cháy hoặc thậm chí nổ. Ví dụ, khi xảy ra đoản mạch bên ngoài pin lithium và các thành phần điện tử không cắt được mạch, nhiệt độ cao sẽ được tạo ra bên trong cell pin, điều này sẽ khiến một phần chất điện phân bốc hơi và làm giãn nở vỏ pin. Nếu chất lượng vật liệu pin không đạt tiêu chuẩn, nhiệt độ pin sẽ tiếp tục tăng, điều này sẽ làm bốc hơi nhiều chất điện phân hơn và cuối cùng làm vỡ vỏ pin. Một số thậm chí còn làm tăng nhiệt độ pin đến mức vật liệu cháy và phát nổ.

Ngoài ra, do các lý do cơ học bên ngoài hoặc quá tải và các yếu tố khác, các dendrite kim loại lithium có thể hình thành bên trong cell pin, gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong, điều này sẽ làm tăng nhiệt độ bên trong của pin, dẫn đến sự bốc hơi của chất điện phân, cũng dẫn đến cháy hoặc thậm chí nổ. Có thể thấy rằng đoản mạch bên ngoài, đoản mạch bên trong, quá tải, v.v. là những lý do quan trọng gây ra sự nguy hiểm của pin lithium và chúng ta nên chú ý nhiều hơn đến chúng trong quá trình sản xuất, lưu trữ, phát hiện, vận chuyển và sử dụng.

2.Thử nghiệm an toàn giao thông và các vấn đề hiện tại 

Theo Quy định mẫu của Liên hợp quốc về vận chuyển hàng hóa nguy hiểm, pin lithium cần được thử nghiệm theo mục 3 của Chương 38 trong Sổ tay thử nghiệm và tiêu chuẩn của Liên hợp quốc về vận chuyển hàng hóa nguy hiểm (sau đây gọi là UN38.3) trước khi vận chuyển.

Bài kiểm tra bao gồm tổng cộng 8 hạng mục. Chỉ có pin lithium đạt yêu cầu kiểm tra mới có thể được vận chuyển theo các điều kiện tương ứng. Do đó, việc tăng cường tính an toàn của pin và đạt yêu cầu kiểm tra UN38.3 để đáp ứng yêu cầu vận chuyển cũng đã trở thành ưu tiên hàng đầu của tất cả các nhà sản xuất pin lithium.

Tiêu chuẩn thử nghiệm này đối với pin lithium không thay đổi đáng kể trong một thời gian dài trong quá khứ, nhưng trong giai đoạn này, công nghệ và ứng dụng của pin lithium đã có sự phát triển và tiến bộ nhanh chóng. Các loại pin lithium cũng đã được cập nhật rất nhiều. Hiện nay, có rất nhiều loại pin lithium, từ pin dạng nút nặng vài gram đến pin lớn nặng hàng chục kg hoặc thậm chí hơn. Các tiêu chuẩn hiện tại không còn có thể áp dụng đầy đủ cho tất cả các loại pin lithium nữa.

Ngoài ra, do một số phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn không đủ chi tiết và chính xác nên kết quả thử nghiệm của các phòng thí nghiệm khác nhau có thể không nhất quán, có thể dẫn đến nhiều mâu thuẫn hoặc tranh chấp khác nhau. Do đó, Ủy ban chuyên gia giao thông của Liên hợp quốc đã thành lập nhóm công tác về pin lithium để đánh giá và sửa đổi tiêu chuẩn UN38.3.

Bài báo này sẽ nghiên cứu và thảo luận về thử nghiệm thứ sáu (sau đây gọi tắt là T6) trong tiêu chuẩn UN38.3. Thử nghiệm này đã gây ra nhiều tranh cãi và mục đích của nó là mô phỏng quá trình va chạm có thể xảy ra của các vật nặng trong quá trình vận chuyển. Ngành công nghiệp cũng tin rằng đây nên là một phương pháp thử nghiệm để mô phỏng ngắn mạch bên trong.

Đối tượng thử nghiệm là cell pin lithium. Phương pháp thử nghiệm là đặt một thanh có đường kính 15,8 mm theo chiều ngang trên cell pin lithium và sử dụng búa 9,1 kg để thả mẫu từ độ cao (61 ± 2,5) cm để hoàn thành tác động của trọng lượng. Nếu nhiệt độ bên trong và bên ngoài của mẫu trong thời gian thử nghiệm và quan sát không vượt quá 170 ℃ và không có hiện tượng phân rã và đánh lửa, thì thử nghiệm được thông qua. Theo phương pháp thử nghiệm này, lực tác động do cell pin lớn hoặc cell pin nhỏ chịu là như nhau.