Pin Lithium xảy ra cháy nổ thì còn khó dập, xử lý,... và nguy hiểm hơn đó cụ,.... cụ tìm thông tin đọc thử xem sao,...
Cháy nổ pin lithium kim loại (chứa lithium kim loại làm anode) và pin lithium ion (chứa lithium ở dạng oxide của lithium và kim loại chuyển tiếp như lithium cobalt oxide/LCO, lithium nickel cobalt manganese oxide/NMC hoặc lithium sắt photphat/LFP làm cathode, muối lithium như LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiClO4 làm phụ gia dẫn điện trong chất điện giải với dung môi hữu cơ như ethylene carbonate/EC, diethyl carbonate/DEC, dimethyl carbonate/DMC v.v.) khó dập vì:
* Với pin lithium kim loại: Do lithium là kim loại kiềm hoạt động hóa học mạnh, phản ứng tức thì với nước giải phóng hydro là chất cháy nổ hay với oxy. Các phản ứng này tỏa nhiều nhiệt.
* Với pin lithium ion: Cathode là LCO hay NMC dễ bị hiện tượng thoát/tăng nhiệt mất kiểm soát (thermal runaway) hơn LFP (
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/ra/c3ra45748f, ví dụ cathode là hỗn hợp LCO+NMC bắt đầu khởi phát hiện tượng thoát nhiệt mất kiểm soát ở 149 độ C rồi chuyển tiếp sang thoát nhiệt mất kiểm soát nhanh ở 208 độ C và nhiệt độ cao nhất đạt 853 độ C, NMC tương ứng ở 168 độ C/223 độ C/678 độ C, còn LFP ở 195 độ C/không xác định/404 độ C). Dẫn tới sự tăng nhiệt độ mất kiểm soát của pin có nhiều nguyên nhân như nạp/xả điện quá mức (quá dung lượng, quá dòng), đoản mạch do phá vỡ lớp SEI (mặt phân giới chất rắn - chất điện giải, solid - electrolyte interface), do phá vỡ lớp màng polymer olefin (PE, PP) chia tách cathode với anode, hỏng do va chạm cơ học và nhiệt độ cao (
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590174522001337#b0635). Khi nhiệt độ tăng cao thì các oxide lithium kim loại chuyển tiếp bị phân hủy tạo ra một lượng oxy nhất định. Cụ thể LCO ở khoảng 200 độ C bị phân hủy tạo oxy (một tác nhân duy trì sự cháy) và oxide colbalt như sau:
Li(1-x)CoO2 --> LiCoO2 + Co3O4/CoO2 + O2
Từ khoảng 165 độ C trở lên thì các dung môi hữu cơ của chất điện giải bắt đầu các phản ứng sinh ra khí như CO2, CO, CH4, C2H6, C3H8 v.v, với độ hoạt hóa theo trật tự giảm dần như sau: EC > DEC > DMC. Các khí này khi tích tụ trong không gian hạn hẹp thì gây nổ và phần lớn (trừ CO2) đều có khả năng bắt cháy.
LiPF6 (sử dụng phổ biến nhất hiện nay) có trong chất điện giải bị nhiệt phân ở 200 độ C hoặc thủy phân bởi nước ở 70 độ C theo chuỗi các phản ứng như sau (
https://www.osti.gov/servlets/purl/898281):
LiPF6 --> LiF + PF5
LiPF6 + H2O --> LiF + POF3 + HF
PF5/POF3 có thể bị thủy phân tiếp như sau:
PF5 + H2O --> POF3 + 2 HF
POF3 + H2O --> HPO2F2 + HF
HPO2F2 + H2O --> H2PO3F + HF
H2PO3F + H2O --> H3PO4 + HF
HF, POF3, PF5 đều là các khí độc hại. Bản thân HF có thể phản ứng với ion lithium sinh ra LiF và hydro (một chất cháy nổ).
LiClO4 nếu có trong chất điện giải sẽ phân hủy tạo thành LiCl và oxy (chất duy trì sự cháy).
Như có thể thấy, các phản ứng trong quá trình phân hủy nhiệt của pin lithium ion có đủ các yếu tố để duy trì sự cháy, bao gồm chất cháy, chất oxi hóa, nhiệt, gốc tự do. Vì thế, khi phun nước vào thì có tác dụng hạ nhiệt nhưng lại làm tăng tốc độ các phản ứng phân hủy LiPF6 bằng thủy phân có sinh nhiệt nên đám cháy rất dễ bùng phát trở lại khi lượng nước quá ít.
vnexpress.net
