लिथियम-आयन बैटरियां आज सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बैटरियों में से हैं, जिनका उपयोग मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, इलेक्ट्रिक वाहनों, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और अन्य में व्यापक रूप से किया जाता है। हालाँकि, जैसे-जैसे बैटरी की क्षमता बढ़ती है और बैटरी पैक का आकार बढ़ता है, थर्मल रनवे का खतरा भी बढ़ता है। जब थर्मल रनवे होता है, तो आंतरिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं से ज्वलनशील और जहरीली गैसों की एक श्रृंखला निकलती है, जिनमें मुख्य रूप से हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और फ्लोरोकार्बन शामिल हैं। वर्तमान में, ऐसी कोई तकनीक नहीं है जो लिथियम बैटरियों में थर्मल अपव्यय को पूरी तरह से रोकने में सक्षम हो; इसके बजाय, ख़तरे को शुरुआत में ही ख़त्म करने के लिए तकनीकी रोकथाम और शीघ्र पता लगाने पर ध्यान केंद्रित किया जाता है।
1. लिथियम बैटरी थर्मल रनवे के दौरान निकलने वाली गैसों की विशेषताएं:
हाइड्रोजन लिथियम बैटरी थर्मल रनवे के सबसे आम गैसीय उत्पादों में से एक है। यह अत्यधिक ज्वलनशील है; चिंगारी या लौ के संपर्क से आसानी से विस्फोट हो सकता है। इसके अलावा, हाइड्रोजन रंगहीन और गंधहीन होता है, जिससे इसका पता लगाना मुश्किल हो जाता है और थर्मल रनवे के दौरान खतरा बढ़ जाता है। नतीजतन, हाइड्रोजन संचय और उसके बाद के विस्फोटों को रोकने के लिए लिथियम बैटरी के उत्पादन, उपयोग और भंडारण के दौरान सख्त सुरक्षा उपाय लागू किए जाने चाहिए।
कार्बन मोनोऑक्साइड एक अन्य आम जहरीली गैस है जो बैटरी के अंदर कार्बनिक सॉल्वैंट्स और अन्य सामग्रियों के थर्मल अपघटन या वाष्पीकरण के माध्यम से थर्मल अपघटन के दौरान उत्पन्न होती है। कार्बन मोनोऑक्साइड मानव श्वसन प्रणाली और समग्र स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है; उच्च सांद्रता के लंबे समय तक संपर्क में रहने से विषाक्तता या मृत्यु भी हो सकती है। इसलिए, थर्मल रनवे की स्थिति में, कार्बन मोनोऑक्साइड सांद्रता को कम करने और कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए त्वरित कार्रवाई की जानी चाहिए।
कार्बन डाइऑक्साइड लिथियम बैटरी थर्मल रनवे के दौरान उत्पन्न होने वाली एक अन्य गैस है। हालाँकि कार्बन डाइऑक्साइड स्वाभाविक रूप से विषाक्त नहीं है, लेकिन उच्च सांद्रता स्वास्थ्य जोखिम पैदा कर सकती है। इसके अतिरिक्त, कार्बन डाइऑक्साइड का बड़े पैमाने पर उत्सर्जन वैश्विक जलवायु परिवर्तन को बढ़ाता है। इस प्रकार, थर्मल भगोड़ा घटनाओं का प्रबंधन करते समय कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन को कम करने के प्रयास किए जाने चाहिए।
मीथेन एक अन्य ज्वलनशील गैस है जो लिथियम बैटरी थर्मल रनवे के दौरान उत्पन्न होती है। हाइड्रोजन की तरह, मीथेन अत्यधिक ज्वलनशील है; इग्निशन स्रोत के संपर्क से आसानी से आग या विस्फोट हो सकता है। इसलिए, थर्मल अपवाह की घटनाओं के दौरान मीथेन संचय और परिणामस्वरूप आग के खतरे को रोकने के लिए त्वरित उपाय किए जाने चाहिए।
इसके अलावा, फ़्लोरोकार्बन लिथियम बैटरियों के थर्मल अपवाह के दौरान उत्पन्न होने वाली जहरीली गैसें हैं। वे मानव स्वास्थ्य के लिए खतरनाक हैं, और अत्यधिक साँस लेने से गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं हो सकती हैं। इसलिए, लिथियम बैटरी के उत्पादन और उपयोग के दौरान फ्लोरोकार्बन का उत्पादन और उत्सर्जन कम से कम किया जाना चाहिए।
2. लिथियम-आयन बैटरियों में थर्मल रनवे के जोखिम को कम करने के लिए, निम्नलिखित सहित निवारक उपायों की एक श्रृंखला लागू की जानी चाहिए:
(1). बैटरी सुरक्षा सुविधाओं जैसे ओवर-वोल्टेज, ओवर-चार्ज, ओवर-डिस्चार्ज, ओवर-करंट और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा को बढ़ाने के लिए उत्पादन प्रक्रियाओं और गुणवत्ता परीक्षण को मजबूत करें, यह सुनिश्चित करें कि थर्मल रनवे जैसी सुरक्षा घटनाओं को रोकने के लिए असामान्य परिस्थितियों के दौरान बिजली की आपूर्ति तुरंत काट दी जाए।
(2). लिथियम बैटरियों के उपयोग और प्रबंधन के लिए व्यापक प्रोटोकॉल स्थापित करें, उपयोग और भंडारण प्रथाओं को मानकीकृत करें, और बैटरियों को बाहरी शॉर्ट सर्किट, क्रशिंग और उच्च तापमान के संपर्क जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों से बचाने के लिए सुरक्षा नियमों का सख्ती से पालन करें।
(3). "4-इन-1" स्थापित करें फिक्स्ड मल्टी गैस डिटेक्टर. ये उपकरण आम तौर पर वास्तविक समय में गैस रिसाव और सांद्रता को ट्रैक करने के लिए हाइड्रोजन (H₂), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), और मीथेन (CH₄) के लिए एक साथ निगरानी क्षमताओं को एकीकृत करते हैं। थर्मल रनवे की स्थिति में, यदि गैस सांद्रता पूर्व निर्धारित सीमा तक पहुंच जाती है, तो डिवाइस एक श्रव्य और दृश्य (लाल बत्ती) अलार्म को ट्रिगर करता है, जिससे कर्मियों को सुरक्षा सुनिश्चित करने और पर्यावरण की रक्षा के लिए त्वरित कार्रवाई करने में सक्षम बनाया जाता है।