ما هو الانهيار الحراري؟ فهم حرائق بطاريات الليثيوم

الانهيار الحراري يبدو مصطلحاً تقنياً. لكن إذا كنت تملك هاتفاً ذكياً أو كمبيوتر محمول أو دراجة كهربائية أو سيارة كهربائية، فأنت بحاجة لفهمه.

الانهيار الحراري هو ما يحدث عندما تبدأ بطارية الليثيوم في تدمير نفسها. بمجرد أن يبدأ، لا يمكن إيقافه — وغالباً ما ينتهي بالنار أو الانفجار أو كليهما.

هذا الدليل يوضح ما يحدث داخل بطارية فاشلة، ولماذا يعتبر خطيراً جداً، وما يمكنك فعله لحماية نفسك.

كيمياء البطارية الأساسية

بطاريات الليثيوم أيون تخزن الطاقة كيميائياً. داخل كل خلية، تتحرك أيونات الليثيوم بين قطبين عبر سائل يسمى الإلكتروليت.

عندما تشحن البطارية، تتدفق أيونات الليثيوم في اتجاه واحد. عندما تستخدمها، تتدفق في الاتجاه المعاكس، محررة طاقة كهربائية.

هذا النظام يعمل بشكل جميل — طالما كل شيء يبقى ضمن معاييره المصممة.

المشكلة: البطاريات تحتوي على كمية هائلة من الطاقة في مساحة صغيرة. عندما يحدث خطأ، يمكن لتلك الطاقة أن تتحرر بسرعة ودراماتيكية.

ما الذي يثير الانهيار الحراري

يبدأ الانهيار الحراري عادة من خلال واحد من ثلاثة مسببات:

الضرر الميكانيكي: إسقاط الجهاز، سحق البطارية، أو ثقبها. حتى تأثير صغير يمكن أن يسبب قصراً داخلياً يولد حرارة.

الإجهاد الكهربائي: الشحن الزائد، التفريغ الزائد، أو استخدام الشاحن الخاطئ. هذا يضغط على كيمياء البطارية ما وراء حدودها.

الإجهاد الحراري: تعريض البطاريات لحرارة خارجية — تركها في سيارة ساخنة، أو بالقرب من مصدر حرارة، أو حتى أشعة الشمس المباشرة لفترة طويلة.

عيوب التصنيع يمكن أيضاً أن تتسبب في فشل عفوي، على الرغم من أن هذا أقل شيوعاً في الأجهزة ذات العلامات التجارية الموثوقة.

المراحل الثلاث للانهيار الحراري

الانهيار الحراري لا يحدث فوراً. يتقدم عبر مراحل مميزة، تتسارع كل واحدة نحو التالية.

المرحلة الأولى: بدء الحرارة

شيء ما يبدأ في توليد حرارة داخل البطارية. قد يكون قصراً داخلياً من ضرر، أو شحناً زائداً، أو بقعة ساخنة من عيب تصنيعي.

في هذه المرحلة، قد تلاحظ:

• دفء غير عادي من الجهاز
• تباطؤ في الأداء
• الجهاز ساخن لدرجة عدم الراحة عند لمسه

إذا اكتشفت البطارية في هذه المرحلة وأزلت مصدر الإجهاد، قد تنجو. لكن التقدم سريع غالباً.

المرحلة الثانية: التسخين الذاتي

تصل البطارية إلى درجة حرارة حيث تبدأ تفاعلاتها الداخلية في توليد الحرارة من تلقاء نفسها. هذه النقطة اللاعودة.

كيمياء البطارية تبدأ بالانهيار. يتحلل الإلكتروليت. تتفاعل الأقطاب مع بعضها البعض. كل تفاعل ينتج المزيد من الحرارة، مما يسرع التفاعل التالي.

علامات هذه المرحلة:

• سخونة شديدة
• الجهاز يتضخم أو ينتفخ
• قد يبدأ دخان أبيض أو رمادي
• رائحة كيميائية أو حلوة

المرحلة الثالثة: الإفلات الحراري

ترتفع درجة حرارة البطارية بسرعة — يمكن أن تصل إلى 590 درجة مئوية أو أكثر. ينفجر الغلاف، تشتعل المواد القابلة للاحتراق، وقد تنفجر البطارية.

في هذه المرحلة:

• لهب مرئي
• دخان أسود كثيف
• رذاذ أو انبعاث مواد منصهرة
• أصوات فرقعة أو أزيز من ثقوب الخلايا

العملية بأكملها يمكن أن تستغرق من ثوانٍ إلى دقائق حسب حجم البطارية ومدى شدة المسبب الأولي.

لماذا الانهيار الحراري خطير جداً

عدة عوامل تجعل حرائق بطاريات الليثيوم أخطر من الحرائق العادية:

تزود نفسها بنفسها: بمجرد أن يبدأ الانهيار الحراري، البطارية تولد حرارتها الخاصة. لا يمكنك خنقها ببساطة عن طريق قطع الأكسجين.

غازات سامة: البطاريات المحترقة تطلق فلوريد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون ومركبات خطرة أخرى. استنشاق هذا الدخان خطير.

إعادة الاشتعال: حتى بعد إطفاء الحريق، قد تعيد الخلايا التالفة الاشتعال بعد ساعات أو حتى أيام. تحتاج للمراقبة المستمرة.

انتشار الخلايا: في حزم البطاريات الكبيرة، يمكن لخلية واحدة في حالة انهيار حراري أن تسخن الخلايا المجاورة، مسببة سلسلة فشل متتالية.

لهذه الأسباب، حتى بطارية هاتف صغيرة يمكن أن تبدأ حريقاً منزلياً خطيراً.

أمثلة واقعية

أصبحت حوادث الانهيار الحراري أخبار عالمية:

Samsung Galaxy Note 7 (2016): عيب تصنيعي أدى إلى اشتعال بطاريات متعددة، مما أدى إلى استدعاء ملايين الأجهزة.

حرائق الدراجات الكهربائية: في نيويورك وحدها، تسببت حرائق بطاريات الدراجات الكهربائية في عشرات الوفيات في السنوات الأخيرة. معظمها حدث أثناء الشحن.

حرائق السيارات الكهربائية: بينما السيارات الكهربائية ليست أكثر عرضة للاشتعال من سيارات البنزين، عندما تشتعل، يمكن أن تستمر الحرائق لساعات وتتطلب آلاف اللترات من الماء.

القاسم المشترك في معظم هذه الحوادث: بطاريات تالفة، شواحن رخيصة بديلة، أو الشحن في ظروف غير آمنة.

الوقاية: كيف تحمي نفسك

معظم حرائق البطاريات يمكن تجنبها بممارسات بسيطة:

استخدم شواحن معتمدة فقط: الشواحن الرخيصة البديلة سبب رئيسي لمشاكل البطاريات. استخدم فقط الشواحن المرفقة أو المعتمدة من الشركة المصنعة.

لا تفرط في الشحن: افصل الأجهزة عند اكتمال الشحن. الشحن طوال الليل، كل ليلة، يضع ضغطاً غير ضروري على البطارية.

افحص بحثاً عن أضرار: إذا سقط جهازك بقوة أو تعرض للماء، افحص البطارية بحثاً عن انتفاخ أو تشوه. لا تشحن أبداً بطارية تالفة.

تجنب الحرارة الشديدة: لا تترك الأجهزة في السيارات الساخنة أو بالقرب من مصادر الحرارة. درجات الحرارة العالية تسرع تدهور البطارية.

استبدل البطاريات القديمة: البطاريات لها عمر محدود. إذا كان جهازك لا يحتفظ بالشحن كما كان، فكر في استبدال البطارية.

اشحن في مناطق آمنة: لا تشحن بالقرب من المخارج أو طرق الهروب. إذا اشتعل حريق، لا تريده بين وبين الباب.

جهز معدات السلامة: احتفظ ببطانية حريق وطفاية حريق في متناول اليد. تعرف على كيفية استخدامها.

إذا بدأ الانهيار الحراري

إذا لاحظت علامات الانهيار الحراري:

1. لا تلمس الجهاز بيديك العاريتين
2. أبعد الناس عن المنطقة
3. إذا كان آمناً، انقل الجهاز إلى سطح غير قابل للاحتراق (الخرسانة، البلاط، المعدن) بعيداً عن المواد القابلة للاشتعال
4. افتح النوافذ للتهوية — الدخان سام
5. اتصل بـ 999 إذا اشتعل الحريق أو كان ينتشر

للأجهزة الصغيرة، الماء الوفير يمكن أن يطفئ الحريق ويبرد البطارية. للبطاريات الكبيرة (السيارات الكهربائية، السكوترات الكهربائية)، الإخلاء هو الخيار الأفضل.

تعلم المزيد عن الاستجابة لحرائق البطاريات في دليل حرائق بطاريات الليثيوم.

الخلاصة الرئيسية

الانهيار الحراري هو سلسلة تفاعلات كيميائية تجعل بطارية الليثيوم تدمر نفسها. بمجرد أن يبدأ، لا يمكن عكسه.

المراحل الثلاث — بدء الحرارة، التسخين الذاتي، والإفلات الحراري — تتقدم بسرعة. التدخل المبكر ممكن، لكن نقطة اللاعودة تأتي بسرعة.

أفضل حماية هي الوقاية: استخدام معدات معتمدة، تجنب الإجهاد على البطاريات، والتعرف على علامات التحذير قبل أن تتصاعد.