해상, 항공 및 육로로 리튬 배터리 운송

UN 3481

오늘날 전기 자동차, 전기 자전거, 전동 공구, 휴대폰 및 다양한 가전 제품에 널리 사용되는 리튬 배터리는 성능, 가벼움, 효율성 및 가격의 탁월한 조합을 제공합니다.

많은 사람들이 리튬 배터리가 배송하기에 안전하다고 생각하지만 안타깝게도 잘못되었습니다. 운송하는 사람들의 안전을 보장하는 여러 국제법과 규정이 있기 때문에 상자에 넣어서 보낼 수는 없습니다.

새 배터리를 제품의 일부로 배송하는 것은 상대적으로 안전하지만 (엄격한 규정에 따름) 손상되었거나 사용한 배터리를 수리, 재활용 또는 폐기를 위해 반환하면 상당한 위험이 따릅니다.

리튬 배터리를 전원으로 사용하는 제품 시장이 지속적으로 성장함에 따라 운송과 관련된 위험이 증가하고 (전기 자동차 판매는 향후 XNUMX 년 이상에 걸쳐 증가 할 것으로 예상 됨) 이러한 위험이 높아짐에 따라 규제 당국은 조치를 취하고 운송을 규제하기위한 여러 규칙을 개발했습니다. 배터리 포장.

운송 중 리튬 이온 배터리의 운송 방법 및 포장 방법을 이해하려면 UN 규정 (특히 UN3480, UN 3481 및 UN3090, UN3091)과 다양한 운송 당국 (IATA-International 포함)에서 제정 한 규칙을 참조해야합니다. 항공 운송 협회).

배터리를 운반하려면 다음과 같은 문서가 필요합니다. SDS (MSDS), 테스트 요약 보고서, 배터리 운송 정보.

그러나 먼저 그것이 무엇인지 이해하기 위해 이러한 리튬 배터리가 무엇인지, 왜 어디서나 사용되며 어디서 왔는지 알아 보겠습니다.

이 모든 것이 당신에게 흥미롭지 않다면 UN 규칙에 관한 정보로 이동할 수 있습니다.

배터리가 무엇인지 정보 표시 정보 접기 배터리 란

배터리

배터리는 병렬 또는 직렬로 연결된 두 개 이상의 전기 요소입니다. 배터리에서 제거 된 더 높은 전압 (직렬 연결 사용) 또는 더 높은 전류 또는 용량 (병렬 연결 사용)을 얻기 위해 전기 요소가 연결됩니다. 일반적 으로이 용어는 전류, 갈바니 전지 및 전기 배터리의 전기 화학적 소스의 조합을 의미합니다.

배터리의 선조는 1800 년 Alessandro Volta가 발명 한 전압 기둥으로 간주되며 직렬 연결된 구리-아연 갈바닉 전지로 구성됩니다.

일반적으로 배터리는 일반적으로 필요한 전압을 얻기 위해 장비의 배터리 칸에있는 배터리에 연결되는 단일 갈바닉 셀 (예 : AA 또는 AAA)이라고 정확하게 부르지 않습니다.

다음으로 전기 배터리의 개념을 살펴 보겠습니다.

 

전기 배터리가 무엇인지 알아보기 전기 배터리에 대한 정보 접기

축전지

축전지는 전류의 화학적 소스, 재사용 가능한 EMF 소스이며, 그 주요 특이성은 내부 화학 공정의 가역성이며, 이는 다양한 전기 장치 및 장비의 에너지 저장 및 자율 전원 공급을위한 반복적 인 주기적 사용 (충 방전을 통해)을 보장하고 의학, 제조, 운송 및 기타 분야에서 에너지 원을 비축합니다.

최초의 배터리는 1803 년 Johann Wilhelm Ritter가 만들었습니다. 배터리는 XNUMX 개의 구리 원으로 이루어진 기둥으로 그 사이에 젖은 천을 깔았습니다. 이 장치를 통해 볼타 컬럼에서 전류를 흘린 후 자체적으로 전기 공급원으로 작동하기 시작했습니다.

배터리의 원리는 화학 반응의 가역성을 기반으로합니다. 배터리 성능은 충전, 즉 방전 중에 전류의 방향과 반대 방향으로 전류를 흘림으로써 복원 될 수 있습니다. 하나의 전기 회로에 결합 된 여러 축전지가 축전지를 구성합니다. 화학 에너지가 고갈되면 전압과 전류가 떨어지고 배터리가 작동을 멈 춥니 다. 전류 제한이있는 고전압 DC 소스에서 배터리 (배터리)를 충전 할 수 있습니다.

이 기사는 리튬 배터리를 고려하고 있기 때문에 리튬을 포함하는 셀에 대해 계속해서 쓸 것입니다.

 

리튬 전지가 무엇인지 알아보기 리튬 전지 정보 접기

리튬 전지

리튬 전지는 리튬 또는 그 화합물을 양극으로 사용하는 단일 비 충전식 전기 화학 전지입니다. 리튬 전지의 음극 및 전해질은 다양한 유형이 될 수 있으므로 "리튬 전지"라는 용어는 동일한 양극 물질을 가진 전지 그룹을 결합합니다.

높은 작동 시간과 높은 비용에서 다른 배터리와 다릅니다. 선택한 크기와 사용 된 화학 물질에 따라 리튬 배터리는 1,5V (알칼리 전지와 호환) 또는 3,0의 전압을 생성 할 수 있습니다. V. 리튬 배터리는 현대 휴대용 전자 기술에 널리 사용됩니다.

리튬 금속 전지는 리튬 금속 또는 리튬 화합물이 양극으로 사용되는 전기 화학 전지입니다. 리튬 금속에는 리튬 합금 배터리도 포함되어 있습니다. 출력 전압이 3V 이상인 다른 리튬 배터리와 달리 리튬 메탈 배터리는 전압이 절반입니다. 또한 재충전 할 수 없습니다. 이 배터리에서 리튬 양극은 전해질 중간층에 의해 이황화 철 음극과 분리되며,이 샌드위치는 환기를위한 마이크로 밸브가있는 밀폐 된 케이스에 포장되어 있습니다.

이 기술은 개발자가 리튬 전원 공급 장치가 알카라인 배터리를 사용하도록 설계된 기술과 호환되도록하기 위해 만든 타협을 나타내며 알카라인 배터리와 경쟁하도록 고안되었습니다. 그들에 비해 리튬 금속은 무게가 XNUMX/XNUMX 가볍고 용량이 높으며 더 오래 보관됩니다. XNUMX 년 동안 보관 한 후에도 거의 모든 충전을 유지합니다.

리튬 금속 전지는 심박 조율기 및 기타 이식 형 의료 기기와 같이 긴 서비스 수명을 위해 배터리를 많이 요구하는 기기에서 응용 분야를 발견했습니다. 이러한 장치는 최대 15 년 동안 자율적으로 작동 할 수 있습니다.

다음으로 전기 배터리에 대해 자세히 이야기하고 리튬 이온 배터리 만 고려해 보겠습니다.

 

리튬 이온 배터리가 무엇인지 알아보십시오. 리튬 이온 배터리에 대한 정보 접기

리튬 이온 배터리

리튬 이온 배터리는 전해질에 리튬이 이온 형태로만 존재하는 충전식 배터리입니다. 리튬 폴리머 셀도이 범주에 포함됩니다.

리튬 이온 배터리는 전해질이 함침 된 다공성 분리막으로 분리 된 전극 (알루미늄 호일의 음극 재료 및 구리 호일의 양극 재료)로 구성됩니다. 전극 패키지는 밀봉 된 케이스에 넣고 음극과 양극은 집 전체 단자에 연결됩니다. 본체에는 때때로 비상시 또는 작동 조건 위반시 내부 압력을 완화하는 안전 밸브가 장착되어 있습니다.

1970 년 Michael Stanley Whittingham은 처음으로 이황화 티타늄 또는 이황화 몰리브덴이 배터리 방전 중에 리튬 이온을 포함하고이를 추출하는 능력을 기반으로 리튬 배터리를 만들 수있는 근본적인 가능성을 보여주었습니다. 이러한 배터리의 중요한 단점은 2,3V의 낮은 전압과 전극을 닫는 리튬 금속 수상 돌기의 형성으로 인한 높은 화재 위험입니다. 나중에 J. Goodenough는 리튬 배터리 음극을위한 다른 재료 인 리튬 코발 타이트 LixCoO2 (1980), 리튬 철 인산염 LiFePO4 (1996)를 합성했습니다. 이러한 배터리의 장점은 더 높은 전압 (약 4V)입니다. 흑연 양극과 리튬 코발 타이트 음극이있는 최신 버전의 리튬 이온 배터리는 Akira Yoshino가 1991 년에 발명했습니다. 그의 특허에 따른 최초의 리튬 이온 배터리는 1991 년 Sony Corporation에서 출시되었습니다.

리튬 이온 배터리는 현대 소비자 전자 장비에 매우 널리 사용되고 있으며 전기 자동차의 에너지 원과 에너지 시스템의 에너지 저장 시스템으로 응용되고 있습니다. 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라, 캠코더 및 전기 자동차와 같은 장치에서 가장 많이 사용되는 배터리 유형입니다.

리튬 이온 배터리는 사용되는 양극 재의 유형이 다릅니다. 리튬 이온 배터리의 전하 캐리어는 양으로 하전 된 리튬 이온으로, 화학 결합을 형성하여 다른 물질 (예 : 흑연, 금속 산화물 및 염)의 결정 격자에 통합 (삽입) 할 수있는 능력을 가지고 있습니다. (LiMnO6) 및 금속 염 (LiMnRON). 리튬 이온 배터리는 거의 항상 모니터링 및 제어 시스템 (BMS 또는 BMS (배터리 관리 시스템)) 및 특수 충전 / 방전 장치와 함께 사용됩니다.

 

리튬 이온 배터리의 디자인 알아보기 리튬 이온 배터리에 대한 설계 정보 접기

리튬 이온 배터리 설계

구조적으로 리튬 이온 배터리는 원통형 및 각형 버전으로 생산됩니다. 원통형 배터리에서 전극과 분리막의 롤업 패키지는 음극이 연결된 강철 또는 알루미늄 하우징에 들어 있습니다. 배터리의 양극은 절연체를 통해 덮개로 나옵니다. 리튬 및 리튬 이온 배터리의 반대 전극은 다공성 폴리 프로필렌 분리기로 분리됩니다.

각형 어큐뮬레이터는 직사각형 플레이트를 서로 겹쳐서 생산합니다. 각형 배터리는 배터리에 더 단단한 패킹을 제공하지만 원통형 배터리보다 전극에 압축력을 유지하는 것이 더 어렵습니다. 일부 각형 축전지는 타원형 나선형으로 꼬인 전극 패키지의 롤-투-롤 어셈블리를 사용합니다. 이를 통해 위에서 설명한 두 가지 설계 수정의 이점을 결합 할 수 있습니다.

일부 설계 조치는 일반적으로 급속 가열을 방지하고 리튬 이온 배터리의 안전을 보장하기 위해 취해집니다. 배터리 커버 아래에는 저항을 증가시켜 양의 온도 계수에 반응하는 장치가 있고, 다른 하나는 배터리 내부의 가스 압력이 허용 한계 이상으로 상승 할 때 음극과 양극 단자 사이의 전기적 연결을 끊는 장치가 있습니다. 리튬 이온 배터리의 작동 안전성을 높이기 위해 외부 전자 보호 장치도 배터리에 반드시 사용되며, 그 목적은 각 배터리의 과충전 및 과방 전, 단락 및 과도한 가열 가능성을 방지하는 것입니다.

리튬 이온 배터리의 주요 목적은 휴대폰과 노트북의 작동을 보장하는 것이기 때문에 대부분의 리튬 이온 배터리는 각형 버전으로 제조됩니다. 일반적으로 각형 배터리의 디자인은 통일되지 않으며 대부분의 휴대폰, 노트북 등 제조업체는 장치에 타사 배터리를 사용하는 것을 허용하지 않습니다. 

리튬 이온 및 기타 리튬 배터리의 설계는 물론 리튬 양극이있는 모든 XNUMX 차 전류 소스 ( "배터리")의 설계가 완전히 밀봉되어 있습니다. 절대 기밀성에 대한 요구 사항은 액체 전해질 누출 (장비에 부정적인 영향을 미침)의 허용 불가능 성과 축전지로 들어가는 환경에서 산소 및 수증기의 허용 불가능성에 의해 결정됩니다. 산소와 수증기는 전극 및 전해질 물질과 반응하여 배터리를 완전히 파괴합니다.

전극 및 기타 부품의 생산과 배터리 조립을위한 기술 작업은 특수 건조실 또는 순수한 아르곤 분위기의 밀폐 된 상자에서 수행됩니다. 배터리를 조립할 때 복잡한 현대 용접 기술, 밀봉 된 리드의 복잡한 디자인 등이 사용됩니다. 전극의 활성 질량을 배치하는 것은 배터리의 최대 방전 용량을 달성하려는 욕구와 작동의 안전을 보장하기위한 요구 사항 사이의 절충안이며, 이는 금속 리튬의 형성을 방지하기 위해 C- / C + => 1,1 비율로 보장됩니다 (따라서 점화 가능성). 

폭발 위험

XNUMX 세대 리튬 이온 배터리는 폭발적인 영향을 받았습니다. 이는 여러 번의 충전 / 방전주기 과정에서 (수 지형)으로 알려진 공간 형성이 발생했기 때문입니다. 나무와 같은 가지 구조의 복잡한 결정 형성으로 인해 전극이 닫히고 결과적으로 화재 또는 폭발이 발생합니다. 이러한 단점은 양극 재료를 흑연으로 대체함으로써 제거되었습니다. 작동 조건을 위반 (과충전)했을 때 산화 코발트를 기반으로 한 리튬 이온 배터리의 음극에서도 유사한 프로세스가 발생했습니다.

현대 리튬 배터리는 이러한 단점을 잃었습니다. 그러나 리튬 배터리는 때때로 폭발적인 자연 연소 경향을 보입니다. 소형 배터리에서도 연소 강도는 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 항공사와 국제기구는 리튬 배터리 및 장치의 항공 운송을 제한하기위한 조치를 취하고 있습니다.

리튬 배터리의 자연 연소는 전통적인 방법으로 소화하기가 매우 어렵습니다. 결함이 있거나 손상된 배터리의 열 가속 과정에서 저장된 전기 에너지의 방출뿐만 아니라 연소를 유지하기 위해 물질, 전해질에서 가연성 가스를 방출하는 수많은 화학 반응이 발생하며 비 LiFePO4 전극의 경우 산소가 방출됩니다. 소진 된 배터리는 공기 접근없이 연소 할 수 있으며 대기 중 산소로부터 격리하는 수단은 배터리를 소화하는 데 적합하지 않습니다.

더욱이 리튬 금속은 물과 활발하게 반응하여 가연성 수소 가스를 형성하기 때문에 물로 리튬 배터리를 소화하는 것은 리튬 전극의 질량이 작은 배터리 유형에만 효과적입니다. 일반적으로 탄 리튬 배터리를 끄는 것은 효과가 없습니다. 소화의 목적은 배터리의 온도를 낮추고 화염의 확산을 방지하는 것입니다.

747 년 2011 월 한국 인근 아시아나 항공 747, 2010 년 8 월 UAE 두바이 UPS 2006, XNUMX 년 XNUMX 월 펜실베이니아 필라델피아 UPS DC-XNUMX 등 비행기 추락 사고는 모두 리튬 배터리 화재와 관련이있었습니다. 항공편. 이러한 화재는 일반적으로 배터리 단락으로 인해 발생합니다. 보호되지 않은 세포는 만졌을 때 단락을 일으킨 다음 확산되어 엄청난 양의 에너지를 방출 할 수있는 연쇄 반응을 일으킬 수 있습니다.

리튬 배터리는 또한 "열 폭주"에 노출 될 수 있습니다. 이는 내부 회로가 끊어지면 내부 온도가 상승 할 수 있음을 의미합니다. 특정 온도에서 배터리 셀은 뜨거운 가스를 방출하기 시작하여 인접한 셀의 온도를 높입니다. 이것은 결국 점화로 이어질 것입니다.

따라서 많은 수의 배터리는 심각한 안전 위험을 초래하며, 이는 특히 항공 운송시 매우 심각합니다. 비교적 작은 사건은 통제되지 않은 거대한 화재로 이어질 수 있습니다.

UN 규정 UN3480, UN 3481, UN3090, UN3091

위험 등급 -9

리튬 배터리는 잠재적으로 매우 위험하므로 기술적으로 위험 등급 9 "기타 위험물"물질로 분류되며 적절하게 취급, 보관 및 운송해야합니다 (UN3480 및 보충 규정에 명시된대로).

광범위한 사용과 위험 증가로 인해 리튬 배터리 운송에 대한 규정이 개정되었습니다. 리튬 배터리 운송으로 인한 위험은 단락의 가능성이며 결과적으로 대부분의 법규는 잠재적으로 치명적인 결과를 완화하기 위해 포장 및 배송 규정에 초점을 맞추고 있습니다.

이러한 규칙의 개요는 다음과 같습니다.

  • 배터리가 서로 접촉하지 않도록하는 포장 및 배송 방법.
  • 전도성 또는 금속 표면과 배터리의 접촉을 배제하는 포장 및 운송 방법.
  • 운송 중 (패키지 내부) 이동을 방지하기 위해 모든 배터리가 단단히 포장되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이로 인해 터미널 커버가 느슨해 지거나 우발적으로 활성화 될 수 있습니다.

리튬 배터리의 배송은 4 개의 UN 법률에 의해 효과적으로 규제되지만 안전한 배송을 보장하기 위해 취해야하는 정확한 프로세스에 영향을 미칠 수있는 많은 기능이 있습니다 (또는 최소한 가능한 한 위험을 최소화).

  • UN 3090-리튬 메탈 배터리 (자체 배송)
  • UN 3480-리튬 이온 배터리 (자체 배송)
  • UN 3091-장비에 포함되거나 장비와 함께 포장 된 리튬 금속 배터리
  • UN 3481-장비에 포함되어 있거나 장비와 함께 포장 된 리튬 이온 배터리.

또한 다양한 라벨 요구 사항 리튬 배터리를 운반하는 데 사용될 포장. 이러한 요구 사항은 주로 다음 4 가지 요소에 따라 다릅니다.

  • 제공된 장비 (예 : 시계, 계산기 또는 노트북)에 배터리가 포함되어 있습니까?
  • 장비와 함께 포장 됨 (예 : 예비 배터리와 함께 포장 된 전동 공구)
  • 소량으로 배송 (제한된 수량으로 커버 될 수 있음-위험물 운송의 XNUMX 단계 중 가장 낮은 수준)
  • 위험물 규정이 전혀 적용되지 않는 극소량으로 배송하십시오 (예 : 장비에 설치된 배터리 XNUMX 개).
도로 및 철도로 리튬 배터리를 운송하기위한 ADR / RID 요구 사항 표시 ADR / RID (도로 및 철도 운송) 요구 사항 최소화

클래스 9 포장 그룹 II 터널 카테고리 E ADR / RID 9 라벨

적정 선적 명 리튬 이온 배터리, UN 3480

ADR 특별 조항 188, 230, 310, 636 및 포장 지침 P903, P903a 및 P903b가 적용됩니다.

배터리 손상 및 결함 : 해당 국가 관할 당국에 문의하십시오.

유럽에서 운송을 위해 리튬 이온 배터리를 트럭으로 운송하는 경우 ADR 2017 설명서에 명시된 모든 요구 사항을 준수하는지 확인해야합니다.

실제로 이것은 도로 / 육상 (그리고 실제로 모든 위험물)을 통한 리튬 배터리의 운송을 규제하는 유럽 협약입니다.

철도로 리튬 배터리를 운송하려면 다른 특정 위험물 규정을 따라야합니다. 이러한 규칙은 철도로 위험물 운송 가이드 (RID)에 자세히 설명되어 있습니다.

도로 운송에 사용되는 ADR 지침과 결합 된 이러한 규정은 실제로 유사한 포장, 프로세스 및 보호를 요구합니다.

자세한 정보는 UNECE 웹 사이트.

 

리튬 배터리를 해상으로 운송하기위한 IMO 요구 사항 표시 IMO 요구 사항 축소 (해상 운송)

등급 패킹 그룹 II 라벨 IMO 9

적정 선적 명 리튬 이온 배터리, UN 3480

코드 IMDG : 특별 조항 188, 230, 310 및 포장 지침 P903

EmS : FA, SI

스토리지 카테고리 A

배터리 손상 및 결함 : 해당 국가 관할 당국에 문의하십시오.

바다로 리튬 배터리 배송

리튬 배터리를 해상으로 운송하는 경우 국제 해상 위험물 (IMDG) 코드를 준수해야합니다. 이 문서는 38 년마다 업데이트되며, 이는 16 년 개정판 2018-XNUMX이 현재의 규정임을 의미합니다.

IMDG 코드에 명시된 규칙을 숙지하려면 국제 해사기구에서 코드 사본을 구입하거나 이러한 규칙에 익숙한화물 운송 업체와 협력해야합니다.

 

리튬 배터리 항공 여행에 대한 IATA-DGR 요구 사항 표시 IATA-DGR (항공화물) 요구 사항 축소

등급 패킹 그룹 II ICAO 마크 9

적절한 배송 이름 리튬 이온 배터리, UN 3480

IATA : 특별 조항 A88, A99, A154, A164, 포장 지침 P965, P966, P967, P968, P969, P970

배터리 손상 및 결함 / 배터리 낭비 : 항공 여행에 허용되지 않습니다.

리튬 배터리 항공 운송

리튬 배터리를 항공으로 운송하는 것은 위험 증가로 인해 모든 형태의 운송 중 가장 어렵습니다 (즉, 화재로 인한 사고는 치명적일 수 있음). 손상된 배터리는 이전에 비행기 추락의 원인으로 확인되었으므로 손상되거나 결함이있는 배터리의 운송은 엄격히 금지됩니다.

리튬 이온 배터리를 항공으로 운송 할 때는 위험물 규정 (DGR)을 따라야합니다. 이러한 규칙은 국제 항공 운송 협회 (IATA) 및 국제 민간 항공기구 (ICAO)에 의해 관리됩니다.

익숙해 지려면 IATA 리튬 배터리 지침이 리소스로 이동하려면 여기를 클릭하십시오..

 

UN3480 / UN3090 규칙의 중요성

미준수로 인한 사고 발생시 리튬 배터리 운송 회사 또는 개인은 전적으로 책임을집니다.

UN3480을 준수하는 리튬 배터리의 포장 지침을 따르지 않으면 비즈니스에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 이로 인해 상당한 벌금, 조직의 직원에 대한 징역형, (치명적) 사고로 인한 평판 손상이 발생할 수 있습니다.

리튬 배터리가 포함 된 품목의 배송과 관련하여 조언과 도움이 필요한 경우 당사에 문의하시면 신속하고 안전하게 배송 할 수 있도록 도와 드리겠습니다.
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