Lityum Esaslı Pillerinin Güvenli Koşullarda Kullanımı

YILLARA GÖRE PİLLERDEKİ PAZAR DEĞİŞİMLERİ

LİTYUM PRİMER (TEK KULLANIMLIK) VE LİTYUM SEKONDER (YENİDEN DOLDURULABİLEN) PİLLERİN GENEL TANITIMI

Lityum pillerin kısa tarihçesi

Elementler arasında lityum en hafif ve elektrokimyasal potansiyeli en yüksek (3,04 V) olanıdır. Bu verimliliğinden yararlanılarak 1970’li yıllardan itibaren lityum primer piller geliştirilmiştir. Bu pillerin anodu metalik lityumdur, katot olarak ise çeşitli birleşikler kullanılmaktadır. (Tiyonil Klorür, Sülfür Dioksit, Manganez dioksit, vb.). Bu güne kadar “25 değişik tür” primer lityum pil türünün üretildiği söylenebilir.

Lityum elementi kullanılarak şarjlı sistemlerin geliştirilmesi uzun sürelerle başarısız olmuştur. Şarj işlemi sırasında anot üzerinde metalik lityum parçacıkları oluşmakta ve bilahare bu parçacıklar pilin ayırıcı maddesini delerek, kısa devreler açığa çıkmaktadır. Kısa devre sonucunda pil sistemi şiddetle patlayabilmektedir. Yapılan araştırmalar sonucunda 2000 yılı başlarında SONY firması ticari amaçlarla kullanılabilen ilk sekonder (yeniden doldurulabilir) pilini geliştirmiştir. Lityum iyon pili adı altındaki bu sistemlerde metal lityum yerine iyon halindeki lityum bulunmakta ve şarj/deşarj işlemleri sırasında bu iyonlar anot ve katot arasında gidip gelerek sistemi çalıştırmaktadır.

Anot olarak karbon maddesi kullanılırken, katot olarak çeşitli gruplar (Lityum Kobalt Oksit, Lityum Manganez Dioksit, Lityum Nikel Kobalt Oksit, vb.) kullanılmaktadır. Ancak lityum iyon pillerinde şarj işleminin muhakkak kontrolü şarttır. Zira şarj sonunda 0,1 V gibi bir artış anot üzerinde metal lityum birikimine yol açacağından, sistemin anormal sıcaklıklara ulaşması söz konusudur.

“Lityum esaslı pillerin avantajlarına karşılık, bazı çok önemli dezavantajları da bulunmaktadır. Metal lityum hava ve su ile reaksiyona girerek yüksek sıcaklığa ulaşır (ekzotermik reaksiyon). Pillerin fazla ısıtılması, şarj edilmesi, delinmesi, kısa devrelere maruz bırakılması veya aşırı deşarj edilmeleri de aynı şartları yaratacağından sonuçta patlamalar ve neticesinde ani alev almalar görülebilmektedir. Bu esnada aşırı yanıcı hidrojen gazının ortaya çıktığı da unutulmamalıdır.  Ayrıca bu gibi durumlarda zehirli elektrolit gazının oluşması sonucunda çevreye ve insan sağlığına tehlike de söz konusudur.”

Pillerin Uygun Ve Güvenli Koşullarda Kullanımı

1. Çevre Sıcaklığının Yükselme İhtimalinin Olduğu Durumlarda Pillerin Bırakılması:

Araçların konsollarında, pencere kenarlarında veya direk güneş ışığı alan veya güneş altında park edilmiş araçlar içerisinde pillerinizi bırakmayınız. Aksi taktirde pilleriniz sızıntı yapabilir.

2. Pillerin Isı Kaynaklarının Yakınında Bulundurulması:

Piller Isıtıcı, kalorifer, soba vs. gibi ısı kaynaklarının yakınında tutulmamalıdır.

3. Kullanım Talimatlarına Uyulması:

Üreticinin yayınladığı uygun Kullanım Talimatları kitapçığını ve MSD bilgileri muhakkak okunmalı ve buradaki kurallara uyulmalıdır.

Pillerin Su ile Teması: Pillerin üzerine su, deniz suyu, içecek veya başkaca bir sıvının dökülmemesine dikkat ediniz. Sıvılar pillerin bünyesindeki koruma devresini bozar ve şarj işleminin anormal düzeydeki akım ve gerilim seviyelerinde gerçekleşmesine yol açar.

5. Şarj İşleminde Uygun Cihaz veya AC Adaptörü Kullanımı:

Pil veya Cihaz üreticisi tarafından tavsiye edilen şarj cihazlarının kullanımı çok önemlidir. Diğer türdeki cihazların şarj karakteristikleri çok muhtemelen farklı olabilecektir.

6.Pillerin Şarj Cihazına Uygun Yerleşimi:

Lityum iyon türü pil ve bataryalarının pozitif ve negatif terminalleri kendilerine özel bir ayarlamaya sahiptirler. Şarj cihazlarına doğru biçimde yerleştirilmeleri ve bu esnada baskı uygulanmalı ve zorlanmamalıdır.

Pillerin cihazda ters konumda bulunmaları şarjı işleminin de ters bir şekilde yapılmasına yol açar ve neticede anormal kimyasal reaksiyonlar açığa çıkar.

7. Pillerin Güç Kaynağı Çıkışlarına veya Sigara Çakmaklarına Direk Bağlanması:

Pillerin arada bir şarj cihazı olmaksızın araçlardaki sigara çakmak çıkışları ile direk bağlanması önerilmemektedir. Aksi durumlarda bir elektrik şoku ortaya çıkabileceği gibi, uygulanan yüksek gerilim aşırı seviyede elektrik akımlarına yol açacaktır.

8. Pillerin Yanlış Ortamda Şarjı:

Pillerin araç konsolları, pencere kenarları ve veya direk güneş ışığına maruz kalabilecekleri mekânlarda şarj edilmemeleri gerekir.

Yüksek sıcaklar pil bünyelerinde bulunan koruma elemanlarını harekete geçirerek, şarj işleminin sürdürülmesini engeller ve sonucunda anormal akım veya gerilim değerlerine ulaşılacaktır.

9. Pillerin Ateşe Atılması:

Hiçbir koşul ve şart altında piller kesinlikle ateşe atılmamalı veya elektrikli ısıtma ekipmanları üzerine konulmamalıdır. Bu gibi durumlarda pil üzerindeki yalıtkan maddesi hemen eriyecek, gaz çıkış aparatı hasar görecek ve koruma ortadan kalktığı için piller şiddetle yanarak, patlayabilecekler.

10.Pillerin Kısa Devre Edilmesi:

Pillerin pozitif ve negatif terminalleri metal cisimler vasıtasıyla irtibatlandırılmamalıdır. Pillerin para, anahtar, saç firketesi, kolye, bilezik, vs. gibi metallerle bir arada bulundurulmaması gerekir. Metallerin bu gibi durumlarda yaratacağı kısa devreler yüksek seviyede akımlara yol açacaktır.

11. Çok Miktardaki Lityum-iyon Pillerinin Yarattığı Yangınlar:

Günlük hayatta lityum iyon pillerinin nakliye veya depolama esnasında yangınlara sebebiyet vermesi olasılık dâhilindedir. Bu tür yangınlar pil miktarına, pillerin hasarlı olup olmadığına, çevrede yanıcı maddelerin bulunup bulunmadığına, kısa devre olasılıklarına, dışarıdan bir darbeye maruz bırakılıp bırakılmadıklarına bağlıdır. Bazen hiçbir sebep olmaksızın lityum iyon pillerinin yandığı görülmüştür. Bu tür yangınlarda su kullanılabilir ancak bazen suyun yangını daha da genişlettiği görülmüştür. Taşıma sırasında görülecek yangınlara özel tip yangın söndürücülerle müdahale edilmesi gerekmektedir. Bu tür yangınlarda pillerin havadaki oksijenle irtibatının kesilmesi en önemli bir faktördür. Hasar görmüş atık haldeki lityum-iyon pillerinin depolanması ve nakliyesi özel yalıtkan maddeleri ( Vermikülit veya kuru kum) kullanılarak yapılmalıdır.

12. Pillerin Harici Darbelere Maruz Bırakılması:

Pilleri (özellikle kütleleri fazla olanları) yükseklerden yere atılmamalıdır, fırlatılmamalı veya sert cisimlerle üzerine vurulmamalıdır. Bu gibi durumlarda piller deforme olacak ve koruma devleri hasar görecektir. Sonuçta ortaya çıkan yüksek gerilim ve akımlar nedeniyle piller yüksek sıcaklıklara ulaşılabilir.

13. Pillerin Çivi ile Delinmesi veya Ağırlık Altında Ezilmesi:

Piller çivi ile delimemilidir, çekiçle veya ayak altında ezilmemelidir. Bu gibi durumlarda pil deforme olacak ve bünyesindeki koruma mekanizmaları hasara uğrayacaktır.

14. Pillere Direk Lehimleme Yapılması:

Lityum primer ve lityum iyon sekonder pillerinin + veya – terminallerine direk lehimleme ile bağlantıların yapılması, lehimleme işleminin yarattığı yüksek sıcaklık nedeniyle, piller için zararlıdır. Bu gibi durumlarda pilin yalıtkan tabakası eriyecek ve gaz çıkış aparatı hasara uğrayacaktır.

15. Pillerin Mikro-dalga Fırınlarına, Basınçlı Kaplara veya Benzer Cihazlar İçerisine Konulması:

Bu gibi durumlarda yaratılan ani sıcaklık artışı pillerdeki sızdırmazlık contasına hasar verecektir.

16. Yanıcı Maddelerle Temas:

Pillerin şarj veya deşarj işlemleri esnasında cihazın altında veya üstünde yanıcı veya patlayıcı maddelerin bulundurulması gerekir.

17. Pillerin Sökülmesi veya Üzerlerinde Tadilat Yapılması:

Bu tür uygulamalarda pillerde bulunan gaz çıkış ventili hasara uğrayacak ve sonuçta aşırı ısınma olacaktır.

18.Uzun Sürelerle Kullanım Dışı Kalan Cihazlar:

İçerisinde pil bulunan cihaz uzun sürelerle kullanılmıyorsa pilini çıkarınız ve kuru ve steril bir ortamda saklayınız.

Aksi durumlarda, düşük seviyelerde olsa dahi, pil bünyesindeki meydana gelen kimyasal reaksiyonlar cihazdaki kontak noktalarında oksitlenme ve korozyona yol açabilecektir.

19. Pillerin Küçük Çocukların Erişiminden Uzak Tutulması:

Piller küçük çocuk ve hayvanların yakın çevresinde bulundurulmamalıdır. Aksi durumlarda pillerin yanması, çiğnenmesi ve hatta yutulması dahi söz konusudur. Piller oyuncak değildir ve mutlaka küçük çocuklardan uzak tutulmalıdır.

20. Pillerde İzlenebilecek Değişiklikler:

Pillerin kullanımı esnasında bir koku duyulması sıcaklığın aşırı artması, renk değişikliği, fiziksel bozulma veya olağan dışı bir durumun ortaya çıkması halinde pili hemen cihazdan çıkarılmalı ve bir daha kullanılmamalıdır. Bu gibi durumlar şarj işlemi esnasında da ortaya çıkabilir.

21. Pillerin Akması:

Pillerin akması veya değişik bir koku yayılması durumunda, pili cihazdan hemen çıkarıp, açık ateş, ısı kaynağı ve alevden uzak bir ortamda muhafaza ediniz. Sızan elektrolit maddesi yanıcıdır ve pilin patlamasına veya tutulmasına yol açabilecektir.

22. Sahte veya Tadilat Görmüş Pil/Bataryalar:

Üzerindeki etikette üretici adı/dağıtıcı ismi/adresi bulunmayan veya pilin kullanımında dikkat edilecek ikazları içermeyen piller muhtemelen sahte veya üzerlerinde işlem yapılmış pillerdir. Bu tür pillerin bünyesinde koruma devreleri olmayabileceği gibi, bu devreler hasara uğramışta olabilir. Bu tür piller her an yanabilir veya patlayabilir. Dolayısı ile satın alma aşamasında çok dikkat edilmelidir.

23. Manyetik Alan Etkisi:

Piller manyetik alanların üzerinde veya yakınında tutulmamalıdır. Manyetik alan ısınma yaratacaktır.

24. Hizmet Ömrünü Tamamlamış Piller:

Hizmet ömrünü tamamlayarak, atık haline gelmek üzere olan pillerin bir cihaz içersine takılarak zorlanması veya şarj işlemlerine tabi tutulması sonuçta pil bünyesinde tam bir deformasyona yol açılacaktır.

YUKARIDAKİ ÖNLEMLERİN ALINMAMASI DURUMUNDA PİL SİSTEMLERİNDE AŞIRI ISINMA, YANMA VE PATLAMA GÖRÜLEBİLİR.

DEPOLAMA VE TAŞIMA

1. Lityum pillerinin maksimum depolama sıcaklığı 25-30°C olmalıdır. Buna karşılık primer tür lityum pillerinin -60 ile +85 °C  sıcaklık aralıklarında kullanılması mümkündür.
2. Pillerin depo alanlarında üst üste istifleme yüksekliğine dikkat edilmeli ve bu yüksekliğin fazla olması durumunda en alt sıralardaki pillerin ambalajının hasar görerek, pillerde kısa devre görülebileceği unutulmamalıdır.
3. Depolama alanlarında çok fazla miktarda pil bulundurulması zorunlu ise, yangına karşı yağmurlama düzeninin kurulması gereklidir.
4. Lityum pillerinin taşınmasında (özellikle primer türlerinde) önemli kısıtlamalar getirilmiştir. Bu konudaki detaylar ilgili ADR yönetmeliğinde mevcuttur.
5. Atık hale gelmiş pil ve bataryalar tek tek kontrol edilmeli ve hasarlı olanlar veya şişmiş durumdakiler ayrılmalıdır.
6. Atık pil sistemleri üzerindeki çıkış terminalleri bantla kapatılarak izole edilmeli ve taşıma esnasındaki kısa devreler engellenerek yangın riski ortadan kaldırılmalıdır.
7. Hasarlı piller muhakkak ayrı kaplarda toplanmalı ve özellikle cep telefonu pilleri tek tek plastik poşet veya kutu içerisinde ambalajlanmalıdır.
8. Büyük miktarlarda veya ciddi hasar görmüş piller özel taşıma kapları içerisinde sevk edilmelidir.
9. Bu tür pillerin depolanması sırasında kuru kum veya silisyum dioksit esaslı VERMİCULİTE denen malzemelerin izolasyon ortamı olarak kullanılması son derece önemlidir.
10. Yangın ve patlama riskleri nedeniyle primer türdeki ve yüksek kapasiteli lityum pillerinin geri dönüşüm işlemleri çok özel tesislerde gerçekleştirilmektedir.

KULLANILACAK GÜVENLİK MALZEMELERİ

1. Koruyucu gözlük takınız.
2. Korumalı ayakkabı giyiniz.
3. Kimyasalların ve elektrolit sıçramasına karşın, uzun kollu gömlek giyiniz.
4. Kimyasallara mukavemetli eldiven ve önlük kullanınız.
5. Büyük batarya sistemleri üzerinde çalışırken, hücreler arası bağlantıları kesiniz.
6. Metal yüzük, saat, kolye gibi pillerle kısa devre yaratabilecek cisimleri takmayınız.
7. Bağlantı  kablolarının kesilmesi gerekiyorsa, kısa devre oluşumunu önlemek bakımından, kabloları teker teker kesiniz. Bu gibi işlemler esnasında izoleli aparatlar kullanınız.
8. Çevrenizde yanıcı maddeler bulundurmayınız. Lityum pillerinin sebebiyet verdiği yangınların daha sonra yayılarak daha büyük yangınlara yol açtığını unutmayınız.
9. Yangın durumunda nasıl davranılacağına dair tüm personellerinizi eğitiniz.
10. Yangın söndürücülerinin kolaylıkla ulaşılacak yerlerde bulunması şarttır. Lityum esaslı pillerin sebebiyet verdiği yangınlarda grafit esaslı (kuru toz) söndürücüler kullanılmalıdır.
11. Malzeme Güvenlik Bilgilerini (MSDS) dikkatli bir şekilde okuyunuz ve devamlı el atında tutunuz.
12. Bataryaların sökülüp hücrelere ayrıştırılma aşamasında(gerekiyorsa) sistemin elektrik şemasını inceleyiniz.
13. İşlem görecek pil miktarı fazla ise veya büyük kapasiteli piller elden geçiriliyorsa yağmurlama sistemi kurulmalıdır.

Kaynak: www.tap.org.tr