Loại pin nào có thể sử dụng trong đèn chống cháy nổ và thiết bị điện chống cháy nổ?

Loại pin nào có thể sử dụng trong đèn chống cháy nổ và thiết bị điện chống cháy nổ? Bảng 13 và Bảng 14 của Tiêu chuẩn GB/T 3836.1-2021 “Môi trường cháy nổ Phần 1: Yêu cầu chung đối với thiết bị” liệt kê tất cả các loại pin phù hợp để lắp đặt trong thiết bị chống cháy nổ.

Bảng 13 Pin sơ cấp

Thông số kỹ thuật loại pin (GB/T 8897.1)

Loại	Cực âm	Chất điện giải	Cực dương	Điện áp danh định (V)	Điện áp mạch hở tối đa (V)
–	Dioksit mangan (MnO₂)	Clorua amoni, Clorua kẽm	Kẽm (Zn)	1.5	1.725
A	Oxy (O₂)	Clorua amoni, Clorua kẽm	Kẽm (Zn)	1.4	1.55
B	Poly(carbon monofluoride) ((CFₓ))	Chất điện giải hữu cơ	Lithium (Li)	3	3.7
C	Dioksit mangan (MnO₂)	Chất điện giải hữu cơ	Lithium (Li)	3	3.7
E	Clorua thionyl (SOCl₂)	Không chứa nước và vô cơ	Lithium (Li)	3.6	3.9
F	Sắt disulfua (FeS₂)	Chất điện giải hữu cơ	Lithium (Li)	1.5	1.83
G	Oxit đồng (II) (CuO)	Chất điện giải hữu cơ	Lithium (Li)	1.5	2.3
L	Dioksit mangan (MnO₂)	Hydroxit kim loại kiềm	Kẽm (Zn)	1.5	1.65
P	Oxy (O₂)	Hydroxit kim loại kiềm	Kẽm (Zn)	1.4	1.68
S	Oxit bạc (Ag₂O)	Hydroxit kim loại kiềm	Kẽm (Zn)	1.55	1.63
W	Lưu huỳnh dioxit (SO₂)	Hữu cơ không chứa nước	Lithium (Li)	3.0	3.0
Y	Clorua sulfuryl (SO₂Cl₂)	Không chứa nước và vô cơ	Lithium (Li)	3.9	4.1
Z	Niken oxit hydroxit (NiOOH)	Hydroxit kim loại kiềm	Kẽm (Zn)	1.5	1.78

Ghi chú:

Không phải tất cả các cấu trúc tế bào đều phù hợp với mọi loại bảo vệ chống nổ. Tham khảo các tiêu chuẩn bảo vệ chống nổ cụ thể.
GB/T 8897.1 bao gồm pin kẽm/dioxit mangan không có phân loại theo ký hiệu loại.
Dữ liệu điện hóa được trích dẫn từ tiêu chuẩn IEC 60086-1:2006, tương ứng với tiêu chuẩn quốc gia GB/T 8897.1-2008.
Giá trị điện áp danh định được cung cấp chỉ mang tính tham khảo và không thể xác minh.
Các nghiên cứu cho thấy một số tế bào lithium-ion nguyên thủy (đặc biệt là các cấu trúc cuộn xoắn ốc) có thể hoạt động như nguồn gây cháy cho các phản ứng hóa học tỏa nhiệt.

Bảng 14: Ắc quy lưu trữ

Bảng 1: Thông số kỹ thuật của hệ thống pin lithium-ion

Vật liệu cực âm	Công thức hóa học	Loại điện giải	Vật liệu cực dương	Công thức hóa học	Điện áp danh định (V)	Điện áp mạch hở tối đa (V)
(NCA) Liti-Niken-Cacbua-Alumini	(Niken-Cacbon-Kim loại)O₂	Li-salt + dung dịch/gel polymer dung môi hữu cơ	Cacbon	–	3.6	4.2
(NCA) Liti-Niken-Cacbua-Alumini	(Niken-Cacbon-Kim loại)O₂	Cùng như trên	Lithium Titanate	Lithium tetraoxit titanate	2.3	2.7
(NMC) Liti-Niken-Mangan-Coban	(Niken-Mangan-Coban) Oxit	Cùng như trên	Cacbon	–	3.7	4.35
(NMC) Liti-Niken-Mangan-Coban	(Niken-Mangan-Coban) Oxit	Cùng như trên	Lithium Titanate	Lithium tetraoxit titanate	2.4	2.85
(LMO) Oxit Liti-Mangan	Lithium mangan oxit (LiMn₂O₄)	Cùng như trên	Cacbon	–	3.6	4.3
(LMO) Oxit Liti-Mangan	Lithium mangan oxit (LiMn₂O₄)	Cùng như trên	Lithium Titanate	Lithium tetraoxit titanate	2.3	2.8
(LCO) Oxit coban-liti	Lithium cobalt oxit (LiCoO₂)	Cùng như trên	Cacbon	–	3.6	4.2
(LCO) Oxit coban-liti	Lithium cobalt oxit (LiCoO₂)	Cùng như trên	Lithium Titanate	Lithium tetraoxit titanate	2.3	2.7
(LFP) Phosphat sắt lithium	Lithium iron phosphate (LiFePO₄)	Cùng như trên	Cacbon	–	3.3	3.6
(LFP) Phosphat sắt lithium	Lithium iron phosphate (LiFePO₄)	Cùng như trên	Lithium Titanate	Lithium tetraoxit titanate	2.0	2.1

Bảng 2: Thông số kỹ thuật của hệ thống pin truyền thống

Loại	Cực âm	Chất điện giải	Cực dương	Điện áp danh định (V)	Điện áp mạch hở tối đa (V)
Ắc quy chì-axit (loại ngập nước)*	Oxit chì	Axit sunfuric (SG 1.25~1.32)	Dẫn đầu	2.2	2.67/2.35
Ắc quy chì-axit (VRLA)*	Oxit chì	Axit sunfuric (SG 1.25~1.32)	Dẫn đầu	2.2	2.35*
Niken-Cadmium*	Niobi oxit hydroxit	Kali hydroxit (SG 1.3)	Cadmium	1.3	1.55
Niken-Hydride kim loại*	Niobi oxit hydroxit	Kali hydroxit (SG 1.3)	Hợp chất hydrua kim loại	1.3	1.55

Ghi chú:

Không phải tất cả các cấu trúc tế bào đều phù hợp với tất cả các loại chống cháy nổ. Tham khảo các tiêu chuẩn chống cháy nổ cụ thể.
Dữ liệu điện hóa của ắc quy chì-axit từ Sổ tay Ắc quy của Linden (ấn bản thứ 4).
Dữ liệu về pin Ni-Cd/Ni-MH từ IEC 61951-1/2, IEC 60622/623 và Sổ tay Linden (ấn bản thứ 4). Tiêu chuẩn quốc gia: GB/T 22084.1/2, GB/T 28867, GB/T 15142.
Dữ liệu về pin Li-ion/Li-metal từ Tiêu chuẩn IEC 61960 và Sổ tay Linden (ấn bản thứ 4). Tiêu chuẩn quốc gia: GB/T 30426.
Nghiên cứu gần đây cho thấy một số pin Li-ion có dung lượng cao (đặc biệt là các điện cực LCO có cấu trúc xoắn ốc) có thể hoạt động như các chất oxy hóa mạnh và nguồn gây cháy cho các phản ứng tỏa nhiệt.

Chung:

Tế bào ướtChứa dung dịch điện giải có thể nạp lại.
Pin khôChứa điện giải cố định
Giá trị điện áp:
Điện áp danh định: Được sử dụng để đánh giá nhiệt độ, khoảng cách cách điện và khoảng cách không khí (không bao gồm nguy cơ tia lửa điện).
Giá trị OCV tối đa: Dùng để đánh giá nguy cơ tia lửa (dữ liệu của nhà sản xuất được ưu tiên nếu cao hơn)
Tất cả các hệ thống đều sử dụng kỹ thuật sạc dòng điện không đổi.

Quy chuẩn GB/T 3836.1-2021 có thể áp dụng cho đèn chống cháy nổ và thiết bị chống cháy nổ trong tất cả các loại pin, nhưng đối với các loại đèn chống cháy nổ và thiết bị điện chống cháy nổ cụ thể, việc sử dụng pin phải dựa trên điều kiện thực tế của môi trường sử dụng và mức độ chống cháy nổ để xác định xem pin có thể sử dụng được hay không. Ví dụ, trong thiết bị điện ngầm không được sử dụng pin lithium cobalt acid có dung lượng vượt quá 1 Ah, do đó việc sử dụng loại pin này trong các sản phẩm loại Ⅰ bị hạn chế. Nói chung, dung lượng pin càng lớn thì phản ứng hóa học tỏa nhiệt càng mạnh. Do đó, việc kết nối song song pin được hạn chế tối đa trong các thiết bị an toàn nội tại cho nhà máy loại Ⅱ.