МЕНЮ

Перевезення літієвих батарей по морю, повітрю і землі

ООН 3481

Сьогодні широко використовуються в електромобілях, електровелосипед, електроінструментах, мобільних телефонах і величезному асортименті побутової електроніки, літієві батареї пропонують відмінне поєднання продуктивності, легкості та ефективності і ціни.

Багато хто думає, що перевезення літієвих батарей безпечна, але на жаль вони помиляються. Не можна просто покласти їх в коробку і відправити, оскільки існує ряд міжнародних законів і постанов, що забезпечують безпеку тих, хто їх перевозить.

У той час як доставка нових акумуляторів в складі продуктів відносно безпечна (хоча і регулюється строгими правилами), повернення пошкоджених або використаних акумуляторів для ремонту, переробки або утилізації становить серйозний ризик.

При триваючому зростанні ринку продуктів, що використовують літієві батареї як джерела живлення зростає і ризик пов'язаний з їх перевезенням (очікується, що продажі електромобілів будуть рости протягом наступного десятиліття і далі), цей підвищений ризик змусив регулюючі органи діяти і вони розробили ряд правил, що регламентують перевезення і упаковку акумуляторних батарей.

Для того що б зрозуміти, як перевозити і будь-що упаковувати літій-іонні батареї при транспортуванні потрібно звернутися до правил ООН (зокрема, UN3480, UN 3481 і UN3090, UN3091), а також правилами, встановленими різними транспортними органами (включаючи IATA - Міжнародної асоціацію повітряного транспорту).

Для перевезення літієвих батарей необхідні наступний документи: 

Але для початку для того, щоб у нас було розуміння, про що йде мова давайте з'ясуємо що ж таке ці літієві батареї чому їх скрізь використовують і звідки вони з'явилися?

Якщо Вам все це не цікаво те можете перейти до інформації стосовно правил ООН.

Показати інформацію що таке батарея Згорнути інформацію що таке батарея

батарея

Батарея - це два або більше з'єднаних паралельно або послідовно електричних елементів. З'єднують елекртіческіе елементи для того щоб отримати більшу напругу, що знімається з батареї (при послідовному з'єднанні), або велику силу струму або ємність (при паралельному з'єднанні). Зазвичай під цим терміном мається на увазі з'єднання електрохімічних джерел електричного струму гальванічних елементів і електричних акумуляторів.

Прабатьком батареї вважають вольтів стовп, винайдений Алессандро Вольта в 1800 році, складається з послідовно з'єднаних мідно-цинкових гальванічних елементів.

Зазвичай батарейкою зазвичай не зовсім коректно називають поодинокі гальванічні елементи (наприклад, типу АА або ААА), які зазвичай в батарейних відсіках обладнання з'єднуються в батарею для отримання необхідного напруги.

Далі давайте розберемо поняття електричного акумулятора.

 

Дізнатися що таке електричний акумулятор Згорнути інформацію про електричному акумуляторі

електричний акумулятор

Електричний акумулятор це хімічне джерело струму, джерело ЕРС багаторазового дії, основна специфіка якого полягає в оборотності внутрішніх хімічних процесів, що забезпечує його багаторазове циклічне використання (через заряд-розряд) для накопичення енергії та автономного електроживлення різних електротехнічних пристроїв і обладнання, а також для забезпечення резервних джерел енергії в медицині, виробництві, транспорті та в інших сферах.

Найперший акумулятор, був створений в 1803 році Іоганном Вільгельмом Ріттером. Його акумуляторна батарея представляла собою стовп з п'ятдесяти мідних кружечків, між якими було прокладено вологе сукно. Після пропускання через даний пристрій струму від вольтова стовпа воно саме починало вести себе як джерело електрики.

Принцип дії акумулятора заснований на оборотності хімічної реакції. Працездатність акумулятора може бути відновлена ​​шляхом заряду, тобто пропусканням електричного струму в напрямку, протилежному напрямку струму при розряді. Кілька акумуляторів, об'єднаних в одну електричну ланцюг, складають акумуляторну батарею. У міру вичерпання хімічної енергії напруга і струм падають, акумулятор перестає діяти. Зарядити акумулятор (батарею акумуляторів) можна від будь-якого джерела постійного струму з великим напруженням при обмеженні струму.

Так як дана стаття розглядаємо літієві батареї то далі будемо писати про елементах містить літій.

 

Дізнатися що таке літієвий елемент Згорнути інформацію про літієвому елементі

літієвий елемент

Літієвий елемент це одиночний, що не перезаряджається гальванічний елемент, В якому як анод використовується літій або його з'єднання. Катод і електроліт літієвого елемента може мати багато видів, тому термін літієвий елемент поєднує групу елементів з однаковим матеріалом анода.

Відрізняється від інших елементів живлення високою тривалістю роботи та високою вартістю. Залежно від вибраного типорозміру та використовуваних хімічних матеріалів, літієвий елемент живлення може виробляти напругу 1,5 В (сумісний із лужними елементами) або 3,0 В. Літієві елементи живлення широко поширені у сучасній портативній електронній техніці.

Літій-металеві елементи, це гальванічні елементи в яких в якості анода використовується металевий літій чи з'єднання літію. До складу металевого літію входять також батареї з літієвого сплаву. На відміну від інших літійових батарей, які мають вихідну напругу понад 3 В, у літій металевих воно в два рази менше. Крім того, їх не можна перезаряджати. У цих батарей літієвий анод відділений від железодісульфідного катода прошарком електроліту, цей бутерброд упаковується в герметичний корпус з мікро клапанами для вентиляції.

Дана технологія являє собою компроміс, на який розробники пішли, щоб забезпечити сумісність літієвих джерел живлення з технікою, розробленою для використання лужних батарейок, і був задуманий як конкурент лужним батареям. У порівнянні з ними літій-металеві важать на третину менше, мають велику ємність, а, крім того, ще й зберігаються довше. Навіть після десяти років зберігання вони зберігають майже весь свій заряд.

Літій-металеві елементи знайшли застосування в пристроях, що пред'являють високі вимоги до елементів живлення протягом тривалого терміну служби, таким як електрокардіостимулятор і інші імплантуються медичні пристрої. Такі пристрої можуть працювати автономно до 15 років.

Далі детально поговоримо, а електричних акумуляторах і розглянемо тільки літій-іонні акумулятори.

 

Дізнатися що таке літій-іонний акумулятор Згорнути інформацію про літій-іонним аккумулято

Літій-іонний акумулятор

Літій-іонний акумулятор є перезаряджається елемент живлення батарею, в якому літій присутній тільки в іонної формі в електроліті. До цієї категорії також входять літій-полімерні елементи.

Літій-іонний акумулятор складається з електродів (катодного матеріалу на алюмінієвій фользі і анодного матеріалу на мідній фользі), розділених пористим сепаратором, просоченим електролітом. Пакет електродів поміщений в герметичний корпус, катоди і аноди приєднані до клем-токос'емник. Корпус іноді оснащують запобіжним клапаном, скидальним внутрішній тиск при аварійних ситуаціях або порушеннях умов експлуатації.

Вперше принципова можливість створення літієвих акумуляторів на основі здатності дисульфід титану або дисульфід молібдену включати в себе іони літію при розряді акумулятора і екстрагувати їх при зарядці була показана в 1970 році Майклом Стенлі Уіттінгемом. Істотним недоліком таких акумуляторів було низька напруга - 2,3 В і висока пожежонебезпека внаслідок утворення дендритів металевого літію, замикаючих електроди. Пізніше Дж. Гуденаф були синтезовані інші матеріали для катода літієвий акумулятор - кобальтит літію LixCoO2 (1980 рік), феррофосфат літію LiFePO4 (1996 рік). Перевагою таких акумуляторів є більш висока напруга - близько 4 В. Сучасний варіант літій-іонного акумулятора з анодом з графіту і катодом з кобальтити літію винайшов в 1991 році Акіра Йосіно. Перший літій-іонний акумулятор з його патенту в 1991 році випустила корпорація Sony.

Літій-іонний акумулятор дуже широко поширений в сучасній побутовій електронній техніці і знаходить своє застосування в якості джерела енергії в електромобілях і накопичувачах енергії в енергетичних системах. Це найпопулярніший тип акумуляторів в таких пристроях як стільникові телефони, ноутбуки, цифрові фотоапарати, відеокамери і електромобілі.

Літій-іонні акумулятори розрізняються за типом використовуваного катодного матеріалу. Переносником заряду в літій-іонному акумуляторі є позитивно заряджений іон літію, який має здатність впроваджуватися (інтеркалірованних) в кристалічну решітку інших матеріалів (наприклад, в графіт, оксиди і солі металів) з утворенням хімічного зв'язку, наприклад: в графіт з утворенням LiC6, оксиди (LiMnO2) і солі (LiMnRON) металів. Літій-іонні акумулятори майже завжди застосовуються в комплекті з системою контролю і управління - СКУ або BMS (Battery Management System), - і спеціальним пристроєм заряду / розряду.

 

Дізнатися конструкцію Літій-іонних акумуляторів Згорнути інформацію про конструкцію Літій-іонних акумуляторів

Конструкція Літій-іонних акумуляторів

Конструктивно Li-ion акумулятори, виробляються в циліндричній і призматичному варіантах. В циліндричних акумуляторах згорнутий у вигляді рулону пакет електродів і сепаратора помешен в сталевий або алюмінієвий корпус, з яким з'єднаний негативний електрод. Позитивний полюс акумулятора виведений через ізолятор на кришку. Різнойменні електроди в літієвих та літій-іонних акумуляторах поділяються сепаратором з пористого поліпропілену.

Призматичні акумулятори виробляються складанням прямокутних пластин один на одного. Призматичні акумулятори забезпечують більш щільну упаковку в акумуляторної батареї, але в них важче, ніж в циліндричних, підтримувати стискають зусилля на електроди. У деяких призматичних акумуляторах застосовується рулонна збірка пакета електродів, який скручується в еліптичну спіраль. Це дозволяє об'єднати переваги двох описаних вище модифікацій конструкції.

Деякі конструктивні заходи зазвичай робляться і для попередження швидкого розігріву і забезпечення безпеки роботи Li-ion акумуляторів. Під кришкою акумулятора є пристрій, що реагує на позитивний температурний коефіцієнт збільшенням опору, і інше, яке розриває електричну зв'язок між катодом і позитивною клемою при підвищенні тиску газів всередині акумулятора вище допустимого рівня. Для підвищення безпеки експлуатації Li-ion акумуляторів в складі батареї обов'язково застосовується також і зовнішня електронна захист, мета якої не допустити можливість перезарядження і пере розряду кожного акумулятора, короткого замикання і надмірного розігріву.

Більшість Li-ion акумуляторів виготовляють в призматичних варіантах, оскільки основне призначення Li-ion акумуляторів - забезпечення роботи стільникових телефонів і ноутбуків. Як правило, конструкції призматичних акумуляторів не уніфіковані і більшість фірм-виробників стільникових телефонів, ноутбуків і т.д .. не допускають застосування в пристроях акумуляторів сторонніх фірм. 

Конструкція Li-ion і інших літієвих акумуляторів, як і конструкція всіх первинних джерел струму ( "батарейок") з літієвим анодом, відрізняється абсолютною герметичністю. Вимога абсолютної герметичності визначається як неприпустимістю витікання рідкого електроліту (негативно діє на апаратуру), так і неприпустимістю попадання в акумулятор кисню і парів води з навколишнього середовища. Кисень і пари води реагують з матеріалами електродів і електроліту і повністю виводять акумулятор з ладу.

Технологічні операції виробництва електродів і інших деталей, а також збірку акумуляторів проводять в особливих сухих кімнатах або в герметичних боксах в атмосфері чистого аргону. При складанні акумуляторів застосовують складні сучасні технології зварювання, складні конструкції гермовиводов і т.д. Закладка активних мас електродів є компромісом між бажанням досягти максимуму розрядної ємності акумулятора і вимогою гарантувати безпеку його роботи, яка забезпечується при співвідношенні С- / С + => 1,1 для попередження утворення металевого літію (і тим самим можливості загоряння). 

вибухонебезпечність

Літій-іонні акумулятори першого покоління були схильні до вибухового ефекту. Це пояснювалося тим, що в процесі багаторазових циклів зарядки / розрядки виникали просторові освіти відомі як (дендрити) - складно кристалічні освіти деревовидної ветвящейся структури, що призводять до замикання електродів і, як наслідок, пожежі або вибуху. Даний недолік вдалося усунути заміною матеріалу анода на графіт. Подібні процеси відбувалися і на катодах літій-іонних акумуляторів на основі оксиду кобальту при порушенні умов експлуатації (перезарядці).

Сучасні літієві акумулятори втратили цих недоліків. Однак все ж літієві акумулятори час від часу виявляють схильність до вибухового самозаймання. Інтенсивність горіння навіть від мініатюрних акумуляторів така, що може призводити до тяжких наслідків. Авіакомпанії і міжнародні організації вживають заходів до обмеження перевезень літієвих акумуляторів або телефонів з ними на авіатранспорті.

Самозаймання літієвий акумулятор дуже погано піддається гасінню традиційними засобами. В процесі термічного розгону несправного або пошкодженого акумулятора відбувається не тільки виділення запасеної електричної енергії, а й ряд хімічних реакцій, що виділяють речовини для підтримки горіння, горючі гази від електроліту, а також в разі не LiFePO4 електродів, виділяється кисень. Спалахнув акумулятор здатний горіти без доступу повітря і для його гасіння непридатні засоби ізоляції від атмосферного кисню.

Більш того, металевий літій активно реагує з водою з утворенням горючого газу водню, тому гасіння літієвих акумуляторів водою ефективно тільки для тих видів акумуляторів, де маса літієвого електрода невелика. В цілому гасіння загорівся літієвий акумулятор неефективно. Метою гасіння може бути лише зниження температури акумулятора і запобігання поширенню полум'я.

Зміни, що відбулися авіакатастрофи такі як 747 авіакомпанії Asiana Airlines біля Південної Кореї в липні 2011 року, UPS 747 в Дубаї, ОАЕ у вересні 2010 року і UPS DC-8 в Філадельфії, штат Пенсільванія, в Лютий 2006 року було пов'язані із загорянням літієвих батарей під час польотів. Зазвичай ці загоряння пов'язані з коротким замиканням батарей. Незахищені клітини можуть викликати коротке замикання при дотику з подальшим поширенням, що викликає ланцюгову реакцію, яка може вивільнити величезну кількість енергії.

Літієві батареї також можуть бути схильні до «тепловому розгону». Це означає, що, якщо внутрішня схема порушена, може статися підвищення внутрішньої температури. При певній температурі елементи батареї починають виділяти гарячі гази, в свою чергу підвищуючи температуру в сусідніх елементах. В кінцевому підсумку це призведе до займання.

Таким чином, велика кількість батарей створює значну загрозу безпеці, яка особливо гостро стоїть при транспортуванні повітряним транспортом. Відносно невеликий інцидент може призвести до величезного неконтрольованого пожежі.

Правила ООН UN3480, UN 3481, UN3090, UN3091

Клас небезпеки -9

Через те що літієві батареї потенційно надзвичайно небезпечні, то вони технічно класифікуються як матеріали 9 класу небезпеки - «інші небезпечні вантажі» і повинні оброблятися, зберігатися і транспортуватися відповідним чином (як зазначено в UN3480 і додаткових правилах).

Через широкого використання і підвищеного ризику правила перевезення літієвих батарей були переглянуті. Небезпека, яку представляє транспортування літієвих батарей, полягає в можливості їх короткого замикання, і, як наслідок, велика частина законодавства зосереджена на правилах упаковки і відвантаження, спрямованих на зниження потенційно катастрофічних наслідків цього.

Огляд цих правил виглядає наступним чином:

  • Методи упаковки і доставки, що виключають можливість контакту батарей один з одним.
  • Методи упаковки і транспортування, які виключають контакт акумулятора з струмопровідної або металевою поверхнею.
  • Обов'язкова перевірка того, що все батареї надійно упаковані, щоб виключити переміщення (всередині упаковки) під час транспортування, яке потенційно може викликати ослаблення клемних кришок або довільно включала.

Транспортування літієвих батарей ефективно регулюється 4 законодавчими актами ООН, хоча в них є безліч особливостей, які можуть вплинути на точний процес, який вам необхідно зробити для забезпечення безпечної доставки (або, принаймні, мінімізувати ризик, наскільки це можливо).

  • UN 3090 - Літій-металеві батареї (відправляються самі по собі)
  • UN 3480 - Літій-іонні батареї (відправляються самі по собі)
  • UN 3091 - Літій-металеві батареї, що містяться в обладнанні або упаковані з обладнанням
  • UN 3481 - Літій-іонні батареї, що містяться в обладнанні або упаковані з обладнанням.

Існують також різні вимоги до маркування упаковки, яка буде використовуватися для перевезення літієвих батарей. Ці вимоги різняться в основному в залежності від наступних 4 факторів:

  • Чи містяться батареї в поставляється обладнанні (наприклад, в годиннику, калькуляторі або ноутбуці)
  • Упаковуються разом з обладнанням (наприклад, в інструменті, упакованому разом з запасним акумулятором)
  • Відвантажуються невеликими партіями (які можуть бути покриті Обмеженими кількостями - найнижчий з чотирьох рівнів перевезення небезпечних вантажів)
  • Відвантажуються в дуже малих кількостях, які взагалі не підпадають під дію правил перевезення небезпечних вантажів (наприклад, дві батареї, встановлені в обладнанні).
Показати вимоги ADR / RID до перевезення літієвих батарей автомобільним і залізничним транспортом Згорнути вимоги ADR / RID (Перевезення автомобільним і залізничним транспортом)

Клас 9, група упаковки II, тунельна категорія E, ярлики ADR / RID 9

Правильне вантажне найменування Літій-іонні батареї, UN 3480

ADR застосовуються спеціальні положення 188, 230, 310, 636 та Інструкції з пакування P903, P903a і P903b.

Пошкоджені і дефектні батареї: зверніться в ваш національний компетентний орган.

Якщо ваші літій-іонні акумулятори перевозяться на вантажівці для перевезення по Європі, ви повинні переконатися, що дотримуєтеся всіх вимог, викладених в керівництві ADR 2017.

Фактично це Європейська угода, яка регулює транспортування літієвих батарей автомобільним / наземним транспортом (і дійсно будь-яких небезпечних вантажів).

Для перевезення літієвих батарей по залізниці необхідно, щоб ви дотримувалися іншої набір конкретних правил перевезення небезпечних вантажів. Ці правила детально описані в Керівництві з перевезення небезпечних вантажів залізницею (RID).

Ці правила в поєднанні з керівними принципами ADR, використовуваними для дорожніх перевезень, фактично вимагають аналогічної упаковки, процесів і захисту.

Для отримання додаткової інформації відвідайте веб-сайт ЄЕК ООН.

 

Показати вимоги IMO з перевезення літієвих батарей морем Згорнути вимоги IMO (Перевезення по морю)

Клас група упаковки II Ярлики IMO 9

Правильне вантажне найменування Літій-іонні батареї, UN 3480

Code IMDG: Спеціальні положення 188, 230, 310 і інструкції по упаковці P903

EmS: FA, SI

Категорія зберігання A

Пошкоджені і дефектні батареї: зверніться в ваш національний компетентний орган

Доставка літієвих батарей морем

Якщо ви відправляєте літієві батареї морським транспортом, вам необхідно дотримуватися Міжнародний кодекс перевезення небезпечних вантажів на море (IMDG). Цей документ оновлюється раз на два роки, що означає, що поправка 38-16 видання 2018 року є поточним набором правил.

Щоб ознайомитися з правилами, викладеними в МКМПОГ, ви повинні придбати копію Кодексу в Міжнародній морській організації або співпрацювати експедитором, який знайомий з цими правилами.

 

Показати вимоги IATA-DGR до авіаперевоке літієвих батарей Згорнути вимоги IATA-DGR (Авіаперевезення)

Клас групи упаковки II Знаки ІКАО 9

Правильне вантажне найменування Літій-іонні батареї, ООН 3480

IATA: Особливі положення A88, A99, A154, A164, інструкції щодо упаковки P965, P966, P967, P968, P969, P970

Пошкоджені і несправні батареї / відпрацьовані батареї: Не допускається до повітряного перевезення.

Доставка літієвих батарей по повітрю

Доставка літієвих батарей по повітрю є найбільш складною з усіх форм транзиту через підвищеного ризику (т. Е. Авіаційні події, викликані пожежею, можуть бути фатальними). Оскільки раніше причиною авіакатастроф були визнані пошкоджені батареї, транспортування пошкоджених або дефектних батарей суворо заборонено.

При транспортуванні літій-іонних батарей по повітрю необхідно дотримуватися правила перевезення небезпечних вантажів (DGR). Ці правила регулюються Міжнародною асоціацією повітряного транспорту (ІАТА) і Міжнародною організацією цивільної авіації (ІКАО).

Для ознайомлення з Керівним документом IATA по літієвим батареям натисніть тут, щоб перейти на цей ресурс.

 

Важливість правил UN3480 / UN3090

Компанія або окрема особа займається доставкою літієвих батарей, несе одноосібну і повну відповідальність у разі будь-якого нещасного випадку, викликаного недотриманням правил.

Недотримання правил упаковки літієвих батарей, які відповідають вимогам UN3480, може мати важкі наслідки для вашого бізнесу. Це може привести до значних штрафів, тюремного ув'язнення для співробітників вашої організації і репутаційного збитку в результаті (потенційно фатального) нещасного випадку.

Якщо вам потрібна порада і допомога щодо відправки товарів містять літієві батареї, зв'яжіться з нами і ми допоможемо їх доставити швидко і безпечно.
відправити запит