-
szállítás
-
veszélyes áruk
- Lítium elemek szállítása
Lítium-elemek szállítása tengeren, légi és szárazföldi úton
Manapság, széles körben használva elektromos járművekben, e-kerékpárokban, elektromos szerszámokban, mobiltelefonokban és a fogyasztói elektronika széles választékában, a lítium akkumulátorok a teljesítmény, a könnyűség, a hatékonyság és az ár kiváló kombinációját kínálják.
Sokan azt gondolják, hogy a lítium akkumulátorok biztonságosak a szállításhoz, de sajnos tévednek. Nem lehet csak dobozba helyezni és elküldeni, mivel számos olyan nemzetközi törvény és rendelet létezik, amelyek biztosítják a szállítást végzők biztonságát.
Míg az új akkumulátorok részeként történő szállítása a termékek részeként viszonylag biztonságos (bár szigorú szabályok vonatkoznak rá), a sérült vagy használt akkumulátorok javításra, újrahasznosításra vagy ártalmatlanításra való visszaküldése jelentős kockázatot jelent.
A lítium akkumulátorokat áramforrásként használó termékek piacának folyamatos növekedésével növekszik a szállításukkal járó kockázat (az elektromos járművek értékesítése várhatóan nőni fog a következő évtizedben és azon túl), ez a fokozott kockázat cselekvésre kényszerítette a szabályozókat, és számos szabályt kidolgoztak a szállítás szabályozására. és az elemek csomagolása.
A lítium-ion akkumulátorok szállításának és csomagolásának megértése érdekében figyelembe kell venni az ENSZ előírásait (különösen az UN 3480, UN 3481 és UN3090, UN3091), valamint a különféle szállítási hatóságok által kidolgozott szabályokat (ideértve az IATA - International). légi közlekedési társulás).
- SDS (MSDS) - Biztonsági adatlap
- UN 38.3 Teszt összefoglaló jelentés - Összefoglaló, amely bemutatja, hogy az elemeket bevizsgálták az ENSZ 38.3
- Igazolás az áruk biztonságos szállításához (Battery Transpotrion Information) - Tanúsítvány a szállított áruk biztonságáról.
De először, hogy megértsük, mi a helyzet, nézzük meg, mi ezek a lítium akkumulátorok, miért használják őket mindenütt, és honnan származtak?
Ha ez nem számodra érdekes számodra megkeresheti az ENSZ szabályaival kapcsolatos információkat.
akkumulátor
Az akkumulátor kettő vagy több elektromos elem, amely párhuzamosan vagy sorosan csatlakozik. Az elektromos elemeket összekapcsolják annak érdekében, hogy magasabb feszültséget kapjanak az akkumulátorról (soros csatlakozással), vagy nagyobb áramot vagy kapacitást (párhuzamos csatlakozás esetén). Ez a kifejezés általában az elektromos kémiai források, a galván cellák és az elektromos elemek kombinációját jelenti.
Az akkumulátor elődjét az Alessandro Volta által 1800-ban feltalált voltaikus oszlopnak tekintik, amely sorozathoz kapcsolódó réz-cink galván cellákból áll.
Az akkumulátort általában nem elég helyesen nevezik egy galvanikus cellának (például AA vagy AAA típus), amelyek általában a berendezés akkumulátorainak elemében vannak csatlakoztatva a kívánt feszültség elérése érdekében.
Ezután nézzük meg az elektromos akkumulátor fogalmát.
Elektromos akkumulátor
Az elektromos akkumulátor egy kémiai áramforrás, egy újrafelhasználható EMF-forrás, amelynek fő sajátossága a belső kémiai folyamatok megfordíthatósága, amely biztosítja annak ismételt ciklikus felhasználását (töltés-kisülés révén) az energiatároláshoz és a különféle elektromos készülékek és berendezések autonóm tápellátásához, valamint tartalék energiaforrások az orvostudományban, a gyártásban, a közlekedésben és más területeken.
Az első akkumulátort 1803-ban Johann Wilhelm Ritter készítette. Az akkumulátor egy ötven rézkörből álló oszlop volt, amelyek között nedves ruhát fektettek. Miután áramot hajtott át egy elektromos oszlopról ezen az eszközön, maga kezdett elektromos áramforrásként viselkedni.
Az akkumulátor elve a kémiai reakció megfordíthatóságán alapul. Az akkumulátor teljesítménye visszaállítható töltéssel, vagyis kisütés közben az áram irányával ellentétes irányú elektromos árammal. Több akkumulátor, egyetlen elektromos áramkörben egyesítve, egy akkumulátort alkot. Mivel a kémiai energia kimerül, a feszültség és az áram csökken, az akkumulátor megszűnik működni. Bármely nagyfeszültségű egyenáramú forrásból áramkorlátozással töltheti az akkumulátort (akkumulátort).
Mivel ez a cikk lítium akkumulátorokra vonatkozik, továbbra is írunk a lítiumot tartalmazó cellákról.
Lítium cella
A lítium cella egyetlen, nem újratölthető galvánelem, amelyben lítiumot vagy vegyületeit használják anódként. A lítiumcellák katódja és elektrolitja sokféle lehet, ezért a "lítiumcella" kifejezés az azonos anódanyagú cellák csoportját öleli fel.
Magas működési idővel és magas költséggel különbözik a többi akkumulátortól. A választott mérettől és a felhasznált vegyi anyagoktól függően a lítium akkumulátor 1,5 V (alkáli kompatibilis) vagy 3,0 V feszültséget képes előállítani. A lítium akkumulátorokat széles körben használják a modern hordozható elektronikai technológiában.
A lítiumfém cellák olyan elektrokémiai cellák, amelyekben anódként lítiumfémet vagy lítiumvegyületeket használnak. A lítium fém tartalmaz lítiumötvözet elemeket is. Más lítiumtartalmú elemektől eltérően, amelyek kimeneti feszültsége meghaladja a 3 V-ot, a lítiumfém-akkumulátorok felének feszültsége van. Ezenkívül nem tölthetők fel. Ezekben az elemekben a lítium-anódot egy elektrolit közbenső réteg választja el a vas-diszulfid-katódtól, ezt a szendvicset zárt tokba csomagolják mikrovezérléssel a szellőzés érdekében.
Ez a technológia a fejlesztők által tett kompromisszumot képviseli annak biztosítása érdekében, hogy a lítium-tápegységek kompatibilisek legyenek az alkáli elemek használatára tervezett technológiával, és hogy az alkáli elemekkel való versenyben álljanak. Róluk összehasonlítva a lítium-fém egyharmaddal kevesebb, nagyobb kapacitású, sőt, hosszabb ideig is tárolhatók. Tíz évig tartó tárolás után is szinte teljes töltöttségüket megtartják.
A lítium-fémcellák alkalmazásokat találtak olyan eszközökben, amelyek hosszú élettartamra nagy követelményeket támasztanak az akkumulátorok mellett, mint például a pacemakerek és más beültethető orvostechnikai eszközök. Az ilyen eszközök akár 15 évig is önállóan működhetnek.
Ezután beszéljünk részletesen az elektromos akkumulátorokról, és csak a lítium-ion akkumulátorokat vegyük figyelembe.
Li-ion akkumulátor
A lítium-ion akkumulátor olyan újratölthető elem, amelyben a lítium csak ionos formában van jelen elektrolitban. A lítium polimer cellák szintén ebbe a kategóriába tartoznak.
A lítium-ion akkumulátor elektródokból áll (katód anyag az alumínium fólián és az anód anyag a réz fólián), amelyeket egy porózus elválasztóval elválasztanak, elektrolitgal impregnálva. Az elektródacsomagot lezárt tokba helyezzük, a katódokat és az anódokat az áramgyűjtő csatlakozóihoz csatlakoztatjuk. A testet időnként biztonsági szeleppel látják el, amely vészhelyzet vagy működési feltételek megsértése esetén enyhíti a belső nyomást.
Michael Stanley Whittingham 1970-ben mutatta be először a lítium akkumulátorok létrehozásának alapvető lehetőségét, amely a titán-diszulfid vagy a molibdén-diszulfid azon képességén alapul, hogy lítiumionokat tartalmazzon az akkumulátorok lemerülése során és kivonja őket a töltés során. Az ilyen elemek jelentős hátránya a 2,3 V-os alacsony feszültség és az elektródokat lezáró lítium-fém-dendritek képződése miatt magas tűzveszély volt. Később J. Goodenough más anyagokat szintetizált a lítium akkumulátor katódhoz - lítium-kobaltit LixCoO2 (1980), lítium-ferrofoszfát LiFePO4 (1996). Az ilyen akkumulátorok előnye a magasabb feszültség - körülbelül 4 V. Akira Yoshino 1991-ben feltalálta a grafitanóddal és lítium-kobaltit katóddal ellátott lítium-ion akkumulátor modern változatát. A szabadalma alatt álló első lítium-ion akkumulátort a Sony Corporation adta ki 1991-ben.
A lítium-ion akkumulátor nagyon széles körben elterjedt a modern háztartási elektronikai berendezésekben, és energiaforrásként használja fel az elektromos járművekben és az energiatároló rendszerekben az energiarendszerekben. Ez a legnépszerűbb akkumulátor típus olyan eszközökben, mint például mobiltelefonok, laptopok, digitális fényképezőgépek, videokamerák és elektromos járművek.
A Li-ion akkumulátorok a használt katódanyag típusában különböznek. A lítium-ion akkumulátor töltőhordozója egy pozitív töltésű lítium-ion, amely kémiai kötés kialakításával beépíthető (interkalálható) más anyagok (például grafit, oxidok és fémsók) kristályrácsába, például: grafittá LiC6, oxidok képződésével (LiMnO2) és fémek sói (LiMnRON). A lítium-ion akkumulátorokat szinte mindig egy felügyeleti és vezérlőrendszerrel együtt használják - BMS vagy BMS (Battery Management System) és egy speciális töltő / kisütő eszközzel.
Lítium-ion akkumulátor kialakítása
Szerkezetileg a Li-ion akkumulátorokat hengeres és prizmatikus változatban gyártják. Hengeres elemekben az elektródák és az elválasztó csomagolása acél vagy alumínium házban van elhelyezve, amelyhez negatív elektróda van csatlakoztatva. Az akkumulátor pozitív pólusa egy szigetelőn keresztül kerül a fedélig. A lítium- és lítium-ion akkumulátorokban lévő szemközti elektródákat porózus polipropilén szeparátor választja el egymástól.
A prizmás akkumulátorokat úgy állítják elő, hogy téglalap alakú lemezeket egymásra helyeznek. A prizmatikus elemek szorosabb csomagolást biztosítanak az akkumulátorban, ám ezek nehezebben képesek fenntartani az elektródák nyomóerejét, mint a hengeres elemek. Néhány prizmatikus akkumulátor egy ellipszis spirálba csavart elektródacsomag hengerléses összeállítását használja. Ez lehetővé teszi a fent leírt két tervezési módosítás előnyeinek kombinálását.
Néhány tervezési intézkedést általában a gyors melegítés megakadályozása és a Li-ion akkumulátorok biztonságának biztosítása érdekében hoznak. Az akkumulátor fedele alatt van egy olyan eszköz, amely reagál a pozitív hőmérsékleti együtthatóra az ellenállás növekedésével, és egy olyan, amely megszakítja az elektromos kapcsolatot a katód és a pozitív kivezetés között, amikor az akkumulátoron belüli gázok nyomása az engedélyezett határ fölé emelkedik. A lítium-ion akkumulátorok működésének biztonságának növelése érdekében az akkumulátorban szükségszerűen külső elektronikus védelmet is alkalmaznak, amelynek célja az egyes akkumulátorok túltöltésének és túltöltésének, a rövidzárlat és a túlzott melegítés megakadályozása.
A legtöbb Li-ion akkumulátort prizmás változatban gyártják, mivel a Li-ion akkumulátorok fő célja a mobiltelefonok és a laptopok működésének biztosítása. Általános szabály, hogy a prizmatikus akkumulátorok kialakítása nem egységes, és a legtöbb mobiltelefon, laptop, stb. Gyártó nem engedélyezi harmadik fél által gyártott akkumulátorok használatát az eszközökben.
A lítium-ion és más lítium akkumulátorok tervezése, valamint az összes primer áramforrás ("elem") tervezése lítium-anóddal teljesen lezárva van. Az abszolút tömörség követelményét mind a folyékony elektrolit szivárgásának elfogadhatatlansága (amely negatív hatással van a berendezésre), mind az oxigén és a vízgőz elfogadhatatlansága a felhalmozódó környezetből. Az oxigén és a vízgőz reakcióba lépnek az elektródokkal és az elektrolit anyagokkal, és teljesen megsemmisítik az akkumulátort.
Az elektródák és más alkatrészek gyártásának technológiai műveleteit, valamint az elemek összeszerelését speciális száraz helyiségekben vagy zárt dobozokban, tiszta argon atmoszférában végzik. Az elemek összeszerelésekor összetett modern hegesztési technológiákat, zárt vezetékek összetett kialakítását stb. Az elektródák aktív tömegének lefektetése kompromisszumot jelent az akkumulátor maximális kisütési kapacitásának elérése iránti vágy és az üzembiztonság garantálásának követelménye között, amelyet C- / C + => 1,1 arányban biztosítanak a fémlítium képződésének megakadályozása érdekében (és ezáltal a gyújtás lehetősége).
Robbanásveszély
Az első generációs lítium-ion akkumulátorok robbanásveszélyesek voltak. Ennek oka az volt, hogy a többszörös töltési / kisütési ciklusok során térbeli képződmények (dendritek) néven ismertek - egy faszerű elágazó szerkezet komplex kristályos képződményei, amelyek az elektródák bezáródásához és ennek következtében tűz vagy robbanáshoz vezetnek. Ezt a hátrányt kiküszöbölték, ha az anódanyagot grafittel helyettesítették. Hasonló folyamatok mentek végbe a kobalt-oxidon alapuló lítium-ion akkumulátorok katódjain, amikor megsértették az üzemi körülményeket (túltöltés).
A modern lítium elemek elvesztették ezeket a hátrányokat. A lítium elemek azonban időről időre hajlamosak a robbanásszerű spontán égésre. Az égés intenzitása még a miniatűr elemekből is olyan súlyos, hogy súlyos következményekkel járhat. A légitársaságok és a nemzetközi szervezetek intézkedéseket hoznak a lítium akkumulátorok és azokkal együtt szállított eszközök légi közlekedésben történő szállításának korlátozására.
A lítium akkumulátor spontán elégetése hagyományos módszerekkel nagyon nehéz. A hibás vagy sérült akkumulátor hőgyorsításánál nemcsak a tárolt elektromos energia szabadul fel, hanem számos kémiai reakció is, amelyek az égés fenntartása érdekében anyagokat szabadítanak fel, éghető gázok az elektrolitból, és nem LiFePO4 elektródok esetén az oxigén szabadul fel. A leégett akkumulátor levegő elérése nélkül képes égni, és a légköri oxigéntől való elszigetelő eszközök nem alkalmasak az oltásra.
Ezenkívül a lítiumfém aktívan reagál a vízzel, és éghető hidrogéngázt képez, ezért a lítiumelemek vízzel történő kioltása csak azoknak az elemtípusoknak a hatásos, ahol a lítiumelektród tömege kicsi. Általában a kigyulladt lítium akkumulátor oltása nem hatékony. Az oltás célja csak az akkumulátor hőmérsékletének csökkentése és a láng terjedésének megakadályozása lehet.
Az olyan repülőgép-összeomlások, mint az Asiana Airlines 747, Dél-Korea közelében, 2011 júliusában, a UPS 747, Dubai, Egyesült Arab Emírségek 2010 szeptemberében, és a UPS DC-8, Philadelphia, PA, 2006 februárjában, mind lítium akkumulátorok tüzéhez kapcsolódtak. járatok. Ezeket a tüzeket általában az elemek rövidzárlata okozza. A nem védett sejtek rövidzárlatot okozhatnak, amikor megérintik, majd elterjednek, ami olyan láncreakciót okozhat, amely hatalmas mennyiségű energiát szabadíthat fel.
A lítium akkumulátorok "hőszivárgásnak" is kitéve. Ez azt jelenti, hogy ha a belső áramkör megszakad, akkor a belső hőmérséklet emelkedhet. Egy bizonyos hőmérsékleten az akkumulátorcellák forró gázokat bocsátanak ki, viszont növelik a szomszédos cellák hőmérsékletét. Ez végül gyulladáshoz vezet.
Így a nagy számú elem jelentős biztonsági kockázatot jelent, amely különösen levegőn történő szállítás esetén különösen súlyos. Egy viszonylag kis esemény hatalmas, ellenőrizetlen tüzet okozhat.
ENSZ UN3480, UN 3481, UN3090, UN3091 előírások
Mivel a lítium akkumulátorok potenciálisan rendkívül veszélyesek, technikailag a 9. veszélyességi osztályba sorolják („Különféle veszélyes áruk”), és megfelelően kezelni, tárolni és szállítani kell őket (az UN3480 és a Kiegészítő előírások szerint).
A széles körű használat és a megnövekedett kockázat miatt felülvizsgálták a lítium elemek szállítására vonatkozó szabályokat. A lítium akkumulátorok szállításának veszélye a rövidzárlat lehetősége, és ennek eredményeként a jogszabályok nagy része a csomagolásra és a szállítási előírásokra összpontosít, hogy enyhítse ennek potenciálisan katasztrofális következményeit.
E szabályok áttekintése a következő:
- Csomagolási és szállítási módszerek, amelyek biztosítják, hogy az elemek ne kerüljenek érintkezésbe.
- Csomagolási és szállítási módszerek, amelyek kizárják az akkumulátor érintkezését vezető vagy fém felülettel.
- Fontos ellenőrizni, hogy az összes elem megfelelően van-e csomagolva, hogy megakadályozzák a szállítás során a csomagoláson belüli mozgást, amely esetleg meglazíthatja a kapocsfedeket vagy véletlenszerű aktiválást.
A lítium akkumulátorok szállítását hatékonyan 4 ENSZ-törvény szabályozza, bár számos olyan funkció befolyásolhatja a biztonságos szállítás biztosításához szükséges eljárást (vagy legalábbis a kockázatot a lehető legnagyobb mértékben minimalizálva).
- UN 3090 - Lítium fém elemek (maguk szállítják)
- UN 3480 - Li-ion akkumulátorok (maguk szállítják)
- UN 3091 - Lítium fém akkumulátorok, berendezésekben vagy berendezésekkel csomagolva
- UN 3481 - Lítium-ion akkumulátorok, berendezésekben vagy berendezésekkel csomagolva.
Különbözőek is vannak címkézési követelmények csomagolás, amelyet lítium akkumulátorok szállítására használnak. Ezek a követelmények elsősorban a következő 4 tényezőtől függnek:
- Van-e elemeket a mellékelt berendezésben (például óra, számológép vagy laptop)?
- A felszereléssel együtt csomagolva (például egy tartalék akkumulátorral felszerelt szerszám)
- Kis mennyiségben szállítják (amely korlátozott mennyiségben fedezhető - a veszélyes áruk szállításának négy szintje közül a legalacsonyabb)
- Szállítás nagyon kis mennyiségben, amelyre egyáltalán nem vonatkoznak a veszélyes árukra vonatkozó előírások (pl. Két elem van felszerelve a berendezésbe).
9. osztályú II. Csomagolási csoport alagút E kategória ADR / RID 9 címkék
Megfelelő szállítási név Lítium-ion akkumulátorok, UN 3480
Az ADR 188, 230, 310, 636 különös rendelkezései, valamint a P903, P903a és P903b csomagolási utasítások vonatkoznak.
Sérült és hibás akkumulátorok: lépjen kapcsolatba az illetékes nemzeti hatósággal.
Ha a lítium-ion akkumulátorokat tehergépkocsivel szállítják Európában történő szállítás céljából, akkor gondoskodnia kell arról, hogy megfeleljen az ADR 2017 kézikönyv összes követelményének.
Valójában ez egy európai megállapodás, amely szabályozza a lítium-akkumulátorok közúti / szárazföldi szállítását (és valójában minden veszélyes árut).
A lítium-akkumulátorok vasúti szállítása megköveteli, hogy a különféle veszélyes árukra vonatkozó előírásokat kövesse. Ezeket a szabályokat a Veszélyes áruk vasúti szállítására vonatkozó útmutató (RID) részletezi.
Ezek a rendeletek a közúti szállításra alkalmazott ADR-irányelvekkel együtt valóban hasonló csomagolást, eljárásokat és védelmet írnak elő.
További információkért látogasson el UNECE honlap.
II. Osztályú csomagolási csoport Címkék IMO 9
Megfelelő szállítási név Lítium-ion akkumulátorok, UN 3480
IMDG kód: 188, 230, 310. Különös rendelkezések és a P903 csomagolási útmutató
EmS: FA, SI
Tárolási kategória
Sérült és hibás akkumulátorok: lépjen kapcsolatba az illetékes nemzeti hatósággal
Lítium akkumulátorok tengeri szállítása
Ha lítium akkumulátorokat szállít tengeren, akkor be kell tartania a Nemzetközi Tengeri Veszélyes Rakományok (IMDG) Szabályzatát. Ezt a dokumentumot kétévente frissítik, ami azt jelenti, hogy a 38-as kiadás 16-2018. Módosítása a jelenlegi szabálykészlet.
Az IMDG kódexben foglalt szabályok megismerése érdekében meg kell vásárolnia a kódex másolatát a Nemzetközi Tengerészeti Szervezettől, vagy együtt kell működnie egy szállítmányozóval, aki ismeri ezeket a szabályokat.
II. Osztályú csomagolási csoport Az ICAO-jelölések 9
Megfelelő szállítási név Lítium-ion akkumulátorok, UN 3480
IATA: A88, A99, A154, A164 különös rendelkezések, csomagolási útmutató P965, P966, P967, P968, P969, P970
Sérült és hibás elemek / hulladék elemek: Légifuttatáshoz nem megengedett.
Lítium akkumulátorok szállítása légi úton
A lítium akkumulátorok légi szállítása a tranzit minden formája közül a legnehezebb a megnövekedett kockázat miatt (azaz a tűz okozta balesetek halálosak lehetnek). Mivel a sérült akkumulátorokat korábban a sík összeomlásának okaként azonosították, a sérült vagy hibás elemek szállítása szigorúan tilos.
Lítium-ion akkumulátorok légi szállításakor be kell tartani a veszélyes árukra vonatkozó rendeleteket (DGR). Ezeket a szabályokat a Nemzetközi Légi Közlekedési Szövetség (IATA) és a Nemzetközi Polgári Repülési Szervezet (ICAO) szabályozza.
Hogy megismerkedjen IATA lítium akkumulátorról szóló útmutató Kattintson ide erre az erőforrásra.
Az UN3480 / UN3090 szabályok fontossága
A nem megfelelőség miatt bekövetkező bármilyen balesetért a lítium akkumulátor szállító cég vagy egyén felel.
Az UN3480 szabványnak megfelelő lítium akkumulátorokra vonatkozó csomagolási irányelvek be nem tartása súlyos következményekkel járhat vállalkozása számára. Ez jelentős pénzbírságot, börtönbüntetést okozhat a szervezet alkalmazottai számára, és egy (potenciálisan halálos) baleset következtében a jó hírnevet károsíthatja.
- Megtekintés: 35907
- A vámtételek nullázása – az EGK Tanács 63-i 12.04.2022. sz. határozata
- Az Orosz Föderáció kormányának 353. március 12.03.2022-i XNUMX. sz.
- FCS 06-42/59089 számú, 02.12.2011-i levél
- Az EGK Tanács 37-i 17.03.2022. számú határozata
- A TN VED kódok megváltoztak 01.01.2022-től
- 01-11/50898 számú levél 15.05.2018.
- Az 711 15.07.2011 bizottsági bizottsági határozata
