پتوی ضد حریق باتری‌های لیتیومی چگونه گسترش شعله را مسدود می‌کند؟

شعله‌های پرانرژی، خروج الکترولیت از باتری و منابع احتراق ثانویه

در داخل بسته باتری، سلول‌های جداگانه هنگامی که فشار داخلی از حد مجاز طراحی فراتر رود، گازهای داغ را از طریق مکانیزم‌های تنظیم فشار خارج می‌کنند. این گازهای خارج‌شده — که ترکیبی از حلال‌های الکترولیت تبخیرشده، هیدروژن، مونوکسید کربن و سایر ترکیبات قابل اشتعال هستند — در تماس با هوا و در دماهایی بالاتر از نقطه اشتعال خود به‌صورت خودبه‌خود مشتعل می‌شوند. نتیجه این امر ایجاد شعله‌ای شبیه به جت است که می‌تواند به‌صورت افقی بیش از یک متر از پوسته باتری گسترش یابد.

همزمان، قطراتی از الکترولیت مایع مشتعل از سلول‌های آسیب‌دیده پرتاب می‌شوند. این قطرات در صورت فرود آمدن بر روی مواد اطراف — مانند پوشش داخلی وسیله نقلیه، تزئینات پلاستیکی، آب‌بندی‌های لاستیکی و اشیاء مجاور — به عنوان منابع احتراق ثانویه عمل می‌کنند. پتوی مقاوم در برابر آتش باتری‌های لیتیوم باید هم شعله‌ی جت پایدار و هم این نقاط احتراق پراکنده را مسدود کند تا گسترش آتش را به‌طور مؤثری جلوگیری کند.

تابش حرارتی به‌عنوان بردار پنهان گسترش آتش

در حالی که تماس مستقیم شعله قابل مشاهده و از نظر شهودی قابل درک است، انتقال حرارت تابشی مکانیزم پنهان‌تر گسترش آتش است. یک بسته باتری در وضعیت فرار حرارتی کامل می‌تواند در فاصله نزدیک، شار حرارت تابشی بیش از ۵۰ کیلووات بر مترمربع ساطع کند — مقداری که در عرض چند ثانیه موجب احتراق خودبه‌خودی مواد قابل اشتعال مجاور شده و در عرض چند دقیقه باعث تغییر شکل سازه‌ای اجزای فلزی می‌شود. در محیط‌های متراکمی مانند گاراژهای چندطبقه یا کشتی‌های حمل و نقل وسایل نقلیه، حرارت تابشی به تنهایی می‌تواند آتش یک خودروی الکتریکی را به آتش‌سوزی چندوسیله‌ای گسترش دهد.

سه مانع — نحوه قطع هر یک از مسیرها توسط پوشش

مانع فیزیکی — جلوگیری از خروج مواد و تماس مستقیم شعله

پارچه شیشه‌ای بافته‌شده از بلANK ضدآتش باتری لیتیوم یک غشای فیزیکی متراکم ایجاد می‌کند که قطرات الکترولیت مشتعل شده را که به‌صورت افقی پرتاب می‌شوند، متوقف کرده و شعله‌های جتی را منحرف می‌سازد. ساختار بافت متراکم پارچه — معمولاً بافت ساده یا بافت تِویل با تعداد بالای رشته در واحد سطح — نفوذ مواد ذره‌ای را جلوگیری می‌کند، در عین حال انعطاف‌پذیری کافی برای پوشش انطباقی روی اشکال خودرو را حفظ می‌نماید.

عملکرد مانع فیزیکی به‌ویژه در ۳۰ تا ۹۰ ثانیهٔ اول بروز حادثه حیاتی است، زمانی که تخلیه هوا به شدتترین حالت خود می‌رسد. پتویی که موقعیت خود را در طول این فاز اولیهٔ انفجار — با وزن خود و در صورت وجود، حلقه‌های یکپارچهٔ دست‌گیری که توسط پاسخ‌دهندگان نگه‌داشته می‌شوند — حفظ کند، از خطرناک‌ترین دورهٔ گسترش بی‌کنترل جلوگیری می‌کند.

مانع اکسیژن — خاموش‌کردن احتراق خارجی در سطح

پوشش مناسب‌الاستفاده‌شده، محیطی با سطح پایین اکسیژن را در سطح وسیله نقلیه ایجاد می‌کند. اگرچه این پوشش نمی‌تواند واکنش شیمیایی گرمایی ناپایدار داخلی — که اکسیژن را از تجزیه کاتد تولید می‌کند — را متوقف کند، اما به‌طور چشمگیری مقدار اکسیژن موجود برای احتراق آتش خارجی را کاهش می‌دهد. شعله‌های سطحی که به اکسیژن جوی وابسته‌اند، در عرض چند ثانیه پس از پوشش کامل سطح وسیله نقلیه با این پوشش خاموش می‌شوند.

این مکانیسم اساساً همان اصلی است که باعث اثربخشی هر پوشش ضدآتش می‌شود: آتش برای ادامه‌یافتن به سوخت، حرارت و اکسیژن نیاز دارد. حذف اکسیژن، احتراق خارجی را متوقف می‌کند. به‌ویژه در مورد آتش‌سوزی باتری‌های لیتیومی، عملکرد سد اکسیژن این پوشش جلوی تشدید و گسترش مستقل آتش خارجی وسیله نقلیه را — بدون وابستگی به رویداد باتری — می‌گیرد.

سد گرمای تابشی — جلوگیری از اشتعال مواد مجاور

سومین عملکرد مانعی، تضعیف تابش حرارتی است. شیشه‌نخ به‌طور ذاتی دارای هدایت حرارتی پایین و گسیل‌پذیری بالا است — ویژگی‌هایی که آن را به یک سپر مؤثر در برابر گرمای تابشی تبدیل می‌کند. وقتی یک بلANK ضدآتش باتری لیتیوم روی یک خودروی در حال سوختن قرار می‌گیرد، بخش قابل‌توجهی از تابش مادون قرمز را جذب و منعکس می‌کند که در غیر این صورت باعث گرم‌شدن سطوح مجاور تا دمای اشتعال می‌شد.

کارایی این عملکرد به ضخامت پتو و هر پوشش منعکس‌کنندهٔ تخصصی اعمال‌شده بر آن بستگی دارد. به‌عنوان مثال، پارچهٔ شیشه‌نخ پوشیده‌شده با سیلیکون می‌تواند تا ۷۰٪ از گرمای تابشی وارده را در طول‌موج‌های خاصی منعکس کند. این دلیل آن است که مشخصات خرید برای برنامه‌های پتویی در سطح تسهیلات باید نه‌تنها رتبه‌بندی دمایی بلکه عملکرد تضعیف گرمای تابشی را نیز ارزیابی کنند.

در زمان اجرای واقعی چه اتفاقی می‌افتد؟

اجرایی در یک انبار لجستیک که از از دست‌رفتن موجودی جلوگیری کرد

مرکز لجستیک تجارت الکترونیکی که از ناوگانی از وان‌های الکتریکی تحویل استفاده می‌کند، شاهد رویدادی از نوع «شتاب‌گیری حرارتی» در طول شارژ شبی در بخش بارگیری این مرکز بود. این خودرو که حدود ۲ متر با پالت‌های انبارداری شده حاوی بسته‌بندی کارتنی و کالاهای پوشیده‌شده با پلاستیک فاصله داشت، در ساعت ۰۲:۴۷ شروع به تولید دود کرد.

تیم امنیتی شیفت شب که مطابق با پروتکلی آموزش دیده بود که پس از ارزیابی ریسک، بخش بارگیری را به‌عنوان سناریوی آتش‌سوزی با بیشترین پیامد در این مرکز شناسایی کرده بود، یک پتوی سنگین‌وزن را به‌کار گرفت بلANK ضدآتش باتری لیتیوم در عرض ۱۱۰ ثانیه پس از اولین هشدار. این پتو از جنس فیبرگلاس با ضخامت ۱٫۵ میلی‌متر و درزهای لبه‌ای تقویت‌شده بود و خودرو را از سقف تا زمین و از سه طرف پوشاند.

گروه آتش نشان 18 دقيقه بعد رسيدند در آن زمان، پتو از تماس شعله با موجودی مجاور جلوگیری کرده بود پالت های قرار داده شده کمتر از 2.5 متر از وسیله نقلیه هیچ آسیب گرمی را نشان نمی دادند. انبار پس از تهویه دود و بازرسی یکپارچگی ساختاری محفظه بارگیری، صبح روز بعد به کار عادی خود ادامه داد.

نقش ضخامت پتو در طول بلوک

ضخامت پتو به طور مستقیم با مدت زمان جلوگیری موثر از شعله و حداکثر جریان گرمای تابش پایدار ارتباط دارد. یک پتو 0.6 میلی متری ممکن است در سناریوهای که انتظار می رود پاسخ حرفه ای آتش نشانی در عرض 5-10 دقیقه باشد، محافظت کوتاه مدت کافی را فراهم کند. برای مکان های دور افتاده، برنامه های دریایی یا امکانات با زمان پاسخ طولانی، یک پیکربندی 1.5mm تا 1.7mm سنگین کار به طور قابل توجهی پنجره مسدود کننده موثر را گسترش می دهد.

ادغام پتو به یک برنامه کامل واکنش به آتش

موقعیت، آموزش و پوشش چندگانه

یک پتوی تک‌تکی پوشش مؤثری برای یک خودروی برقی سواری استاندارد فراهم می‌کند. در اماکنی که چندین جایگاه شارژ وجود دارد، باید موقعیت‌گذاری پتوها بر اساس سناریوهای بدترین حالت وقوع همزمان حوادث محاسبه شود. معمولاً در انبارهای ناوگان، یک پتو در هر پنج جایگاه شارژ قرار می‌گیرد؛ با این فرض که وقوع همزمان حوادث چندخودرویی از نظر آماری بسیار نامحتمل است، اما حوادث تک‌خودرویی نیازمند پوشش فوری هستند.

پوشش چندپتویی — یعنی استفاده از دو پتو برای پوشاندن کامل یک خودروی بزرگ‌تر مانند اتوبوس برقی یا کامیون تحویل‌دهنده — نیازمند آموزش اضافی است، اما به‌طور قابل‌توجهی اثربخشی احتواء را در کاربردهای خودروهای تجاری بهبود می‌بخشد.

ارزیابی پس از حادثه و رویه‌های جایگزینی

آمپر بلANK ضدآتش باتری لیتیوم در صورت استفاده در یک حادثه آتش‌سوزی واقعی، باید بدون توجه به وضعیت ظاهری آن جایگزین شود. ترک‌های ریز در بافت فیبرگلاس، تخریب پوشش ناشی از چرخه‌های شدید تغییر دما و آلودگی ناشی از فرآورده‌های احتراق، همه این عوامل عملکرد آینده را به‌گونه‌ای تحت تأثیر قرار می‌دهند که بازرسی بصری نمی‌تواند به‌طور قابل‌اطمینانی آن‌ها را تشخیص دهد. پتوهای آتش‌نشانی پس از حادثه باید به‌عنوان تجهیزات ایمنی مصرفی در نظر گرفته شوند و طبق دستورالعمل‌های سازنده دور ریخته شوند.

---

سوالات متداول

پتوی آتش‌نشانی باتری‌های لیتیوم-یون به چه شکلی شعله‌ها را متفاوت از پتوی آتش‌نشانی معمولی مسدود می‌کند؟

پتوی آتش‌نشانی باتری‌های لیتیوم-یون از پارچه فیبرگلاس سنگین‌تری — معمولاً با ضخامت ۰٫۶ تا ۱٫۷ میلی‌متر — نسبت به پتوهای آتش‌نشانی آشپزخانه استاندارد استفاده می‌کند. افزایش ضخامت، حفاظت مدت‌دارتری در برابر دماهای بالا و پایدار، شعله‌های پرسرعت و الکترولیت‌های مشتعل پرت‌شده که ویژگی آتش‌سوزی باتری‌هاست، فراهم می‌کند.

ضخامت مورد نیاز پتوی آتش‌نشانی برای آتش‌سوزی باتری‌های خودروهای الکتریکی (EV) چقدر است؟

حداقل ضخامت ۰٫۶ میلی‌متر برای کاربردهای سبک با پاسخ‌دهی سریع نیروهای آتش‌نشانی توصیه می‌شود. برای مراکز تجاری، انبارهای ناوگان یا کاربردهای دریایی که زمان پاسخ‌دهی بیش از ۱۰ دقیقه است، پیکربندی سنگین‌وزن با ضخامت ۱٫۵ تا ۱٫۷ میلی‌متر حفاظت مؤثرتر و مدت‌طولانی‌تری فراهم می‌کند.

آیا یک پتوی آتش‌نشانی می‌تواند چندین خودروی ایستاده را پوشش دهد؟

یک پتوی استاندارد آتش‌نشانی وسایل نقلیه الکتریکی (EV) تنها یک خودروی سواری را پوشش می‌دهد. برای محافظت از خودروهای مجاور، قرارگیری استراتژیک پتو باید اولویت را به خودروی در حال سوختن بدهد. برای محافظت از خودروهای همسایه در برابر گرمای تابشی ممکن است نیاز به استفاده از پتوهای اضافی به‌صورت مانع‌های عمودی بین خودروها باشد.

آیا پتوهای آتش‌نشانی باتری‌های لیتیوم برای اتوبوس‌های الکتریکی نیز مؤثر هستند؟

وسایل نقلیه بزرگ‌تر مانند اتوبوس‌های الکتریکی نیازمند پتوهای بسیار بزرگ‌تر یا استراتژی‌های پوشش‌دهی با چندین پتو هستند؛ به‌طوری‌که دو یا چند پتو روی هم قرار گرفته و پوشش کاملی ایجاد کنند. مشخصات پتو باید با بزرگ‌ترین نوع وسیله نقلیه‌ای که در آن مرکز به‌کار می‌رود، مطابقت داشته باشد.

برای استفاده مؤثر از پتوی آتش‌نشانی چه آموزشی لازم است؟

آموزش باید شامل تمرین‌های شبیه‌سازی‌شده و واقع‌گرایانه‌ای باشد که زوایای رویکرد، هماهنگی بین دو نفر، تکنیک بازکردن سریع پتو و موقعیت‌گیری پس از بازکردن را پوشش دهد. انجام این تمرین‌ها در شرایط کم‌نور و با استفاده از وزن واقعی پتو، مهارت‌هایی را ایجاد می‌کند که بیشترین قابلیت انتقال را به شرایط اضطراری واقعی دارند.

پتوی آتش‌نشانی استفاده‌شده را چگونه دور انداخت؟

هر پتویی که در هر رویداد آتش‌سوزی — حتی برای مدت کوتاهی — استفاده شده باشد، باید به‌عنوان تجهیزات ایمنی آلوده در نظر گرفته و تعویض شود. دورانداختن آن باید مطابق با مقررات محلی مربوط به پسماندهای خطرناک انجام شود، زیرا ممکن است از محصولات جانبی احتراق باتری، از جمله ترکیبات فلوردار، آلوده شده باشد.