Аналіз техногенної безпеки та оптимізація захисних заходів виробництва літій-іонних акумуляторів ТОВ «Автономні Джерела Струму», м. Великі Мости
Автор: Стецула Роман Ярославович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Промислова безпека і охорона праці
Інститут: Інститут сталого розвитку ім. В. Чорновола
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Стецула Р.Я., Корж Г.І. (керівник). Аналіз техногенної безпеки та оптимізація захисних заходів виробництва літій-іонних акумуляторів ТОВ «Автономні Джерела Струму», м. Великі Мости. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Магістерську кваліфікаційну роботу присвяченo актуальній тематиці, а саме аналізу техногенної безпеки та оптимізації захисних заходів виробництва літій-іонних акумуляторів ТОВ «Автономні Джерела Струму», м. Великі Мости. Перехід в галузі автомобільного транспорту від використання традиційних транспортних засобів до альтернативних ефективних транспортних засобів допомагає технологія літій-іонних акумуляторів. Кращі характеристики літій-іонного акумулятора, порівняно з іншими технологіями акумуляторів, включають більший струм, напругу, потужності та щільності енергії, зниження вартості, ваги та забруднення, відсутність ефект пам’яті, відмінна стабільність, низька швидкість саморозряду та подовжений життєвий цикл [1,2]. Завдяки цим функціям літій-іонний двигун корисний для приведення в рух енергоефективних транспортних засобів. Однак під час щоденного використання літій-іонна батарея часто зазнає різних форм неправильного поводження, наприклад перезаряджання/перерозрядження через коливання ємності елемента внаслідок виробничих процесів [3]; перегрівання, викликане несправністю системи керування батареєю (BMS), системи охолодження, підвищеною температурою навколишнього середовища або розжареним вогнем поблизу; а також через фізичну активність, як-от вібрація, перекидання тощо. Варто зазначити, що кінцевим результатом будь-якої з цих форм є підвищення внутрішньої температури батареї, яка, якщо її не притягнути до навколишнього середовища, може різко підвищити температуру батареї та викликати екзотермічну реакцію. Як наслідок, виникає петля надзвичайно самоіндукованої температури, яка називається тепловою втечею, яка закінчується катастрофічними пошкодженнями [4]. На сьогоднішній день є певні поступи від загальноприйнятих від літій- іонного до нових технологій, таких як літій-іонний акумулятор із твердотільним електролітом і повністю твердотільний літій-іонний акумулятор. Однак, нові технології літій-іонних акумуляторів ще невипробувані для виправлення наявні проблеми. У нещодавніх дослідженнях традиційних літій-іонних батарей, корінною причиною цього внутрішнього пошкодження є хімічний склад електрод-сепаратор-електроліт, а низькотемпературний основним джерелом виступає маржа [4]. Літій (Li) є третім найменшим елементом, який має невеликий простір для перенесення позитивний заряд, що призводить до зростання енергії. Отже, перше принцип вибору електродних матеріалів полягає у високій концентрації іони літію в процесі інтеркаляції/деінтеркаляції. Коли електроди занурюються в електроліт при температурі нижче 25 ?C, відбувається літієве покриття. Крім того, тонкий пасивуючий шар утворюється в результаті взаємодії між анодом і електролітом, який називається міжфазним твердим електролітом. При нормальних температурах тонкий пасивуючий запобігає окисленню, знижує хімічна реакція, зменшення саморозряду та зменшення ємності. Однак, тонкий пасивуючий зростає з температурою і стає вирішальним протягом тривалого часу. При регулярному використанні літій-іонного акумулятора рекомендований пік робоча температура 40 C. Таким чином, акумулятор до розкладатися при підвищеній температурі має пройти кілька стадій. Будь- коли зловживання, наприклад перезаряд/перерозряд, коротке замикання або вплив висока зовнішня температура, підвищується температура внутрішньої батареї різко. Тому метою даної магістерської роботи є аналіз техногенної безпеки, оптимізація захисних заходів виробництва літій-іонних акумуляторів ТОВ «Автономні Джерела Струму» та розроблення заходів з її удосконалення. В резьтаті роботи проведено аналіз техногенної безпеки на виробництві та розроблено заходи з її удосконалення: - аналіз виробничих ризиків; - рекомендації з безпеки праці для технічного персоналу; - розраховано економічну ефективність роботи установки Ключові слова: літій-іонні акумулятори, пожежна небезпека, механічне пошкодження, порядок випробування, захист акумулятора від перезаряджання, термічна небезпека, поширення полум’я, пожежогасіння. Літературні джерела. 1. D. Ren, X. Feng, L. Lu, M. Ouyang, S. Zheng, J. Li, X. He, An elecтеплова втратаochemical-thermal coupled overcharge-to-thermal-runaway model for Lithium-ion battery, J. Power Sources 364 (2017) 328–340. 2. X. Feng, M. Ouyang, X. Liu, L. Lu, Y. Xia, X. He, Thermal runaway mechanism of lithium-ion battery for elecтеплова втратаic vehicles: a review, Energy Storage Mater 10 (2018) 246–267. 3. O. Dongxu, C. Mingyi, L. Jiahao, W. Ruichao, W. Jingwen, W. Jian, Investigation of a commercial lithium-ion battery under overcharge/over-discharge failure conditions, RSC Adv. 8 (2018) 33414–33424. 4. L. Kong, C. Li, J. Jiang, M.G. Pecht, Li-ion battery fire hazards and safety sтеплова втратаategies, Energies 11 (2018) 2191, https://doi.org/10.3390/en11092191.