Le caratteristiche da tenere presenti quando si ha un dispositivo elettronico sono:

• Voltaggio (V) : determina la tensione di lavoro della batteria
• Milliampereora (mAh) : definiscono la quantità di carica presente all’interno della batteria
• Wattora (Wh) : descrive la quantità di energia complessiva presente all’interno della batteria

I principali rischi d’incendio delle batterie al litio sono legati alla loro costituzione, principalmente legate allo strato protettivo (involucro) e alle loro modalità di utilizzo. I rischi principali sono:

• Abuso Meccanico: si verificano in caso di urti o danneggiamenti del involucro esterno (foratura, schiacciamento, caduta, ecc.)
• Abuso termico: esposizione a fiamma, calore o calore generato e non correttamente rimosso.
• Abuso elettrico: overvoltage, undervoltage e cortocircuito esterno

Le batterie al litio sono prevalentemente di due tipologie:

• batterie al litio primarie (non ricaricabili) definite a livello commerciale “batterie o pile al litio”, “batterie o pile al Litio metallico”
• batterie al litio secondarie (ricaricabili) definite a livello commerciale “batteria Litio-ione” o “batterie agli ioni di litio”.

Le dimensioni delle batterie sono legate alla richiesta di energia del dispositivo utilizzatore. Le prestazioni, in termini di carica/scarica delle batterie del tipo “secondarie” , cambiano nel tempo e soggette a degrado anche se non utilizzate.

Le batterie al litio, se gestite o conservate in modo errato, possono rappresentare un rischio per la sicurezza degli operatori e degli ambienti. Alcuni problemi comuni per il rischio d’incendio sono:

• Pericolo di incendio a causa di deformazione meccanica. Urti, deformazioni, cadute, possono provocare danneggiamento della batteria provocando un corto circuito interno e un incendio della batteria stessa
• Pericolo di incendio a causa di carica eccessivamente bassa. Se non utilizzate per lungo periodo possono scaricarsi completamente. I componenti chimici presenti all’interno possono subire variazioni con la possibilità di provocare un corto circuito interno e quindi un incendio
• Pericolo di incendio a causa di fuga termica (thermal runaway). Il surriscaldamento delle celle può provocare il rischio di avere un Thermal runaway, questo processo può essere innescato da diversi fattori: dai carichi termici ai danni meccanici, fino ai difetti di fabbrica. La reazione termica può creare una devastante reazione a catena . una volta messo in moto, bastano pochi minuti affinché la batteria si bruci ed esploda.

Sono in corso molti studi da parte di centri di ricerca che stanno effettuando ricerche e sperimentazioni per il contenimento e la prevenzione dei rischi d’incendio legati ai fuochi delle batterie al litio. Ad oggi però ci sono solo delle linee guida dettate dai vari produttori e/o utilizzatori di apparecchiature con batterie al litio con precauzioni base.

Alla data odierna (marzo 2023) non è presente una regolamentazione europea o nazionale che classifichi i fuochi derivanti dalle batterie al litio.

Le auto elettriche hanno una batteria con una capacità di batteria alta e non si riesce a contenere le fiamme con un semplice estintore portatile o carrellato. La difficoltà di effettuare un’azione di spegnimento in veicoli elettrici, è nel raggiungere la posizione della batteria e molto estinguente va a dispersi nella struttura del veicolo.

Gli estintori portatili testati da Emme Antincendio srl su batterie al litio sono di diverse capacità estinguenti. Abbiamo utilizzato come parametro di riferimento la quantità presente all’interno della batteria testata, espressa in Wh. Siamo riusciti a contenere e spegnere l’incendio con estintore portatile con 6 litri di estinguente in una batteria da 750 Wh.

Gli estintori carrellati testati da Emme Antincendio srl su batterie al litio sono di diverse capacità estinguenti. Abbiamo utilizzato come parametro di riferimento la quantità presente all’interno della batteria testata, espressa in Wh. Siamo riusciti a contenere e spegnere l’incendio con estintore carrellato con 50 litri di estinguente in una batteria da 5,1 kWh.

Con la circolare 2/2018 il Ministero dell’interno, Dipartimento dei Vigili del Fuoco, ha emanato le linee guida per l’installazione di infrastrutture per la ricarica di veicoli elettrici e è indicato che la stazione di ricarica deve essere dotata di estintori portatili idonei all’uso su impianti o apparecchi elettrici in tensione, in aggiunta a quelli già previsti, in ragione di uno ogni 5 punti di connessione o frazione, collocati in posizione segnalata, sicura e facilmente accessibile. Non essendoci ancora norme nazionali o europee che regolamentano quale sia l’estintore più idoneo consigliamo di andare a installare estintori che siano omologati e certificati secondo le norme vigenti e che questi abbiano effettuato, anche a livello sperimentale, il loro comportamento sulle batterie al litio come i modelli presenti nel catalogo Emme Antincendio srl.

La classe di fuoco E è stata abrogata con entrata in vigore della norma UNI EN 3/7:2005 in quanto questi tipi di incendio sono riconducibili alle classi A e B. Solo per estintori a base d’acqua/schiuma è richiesta una prova DIELETTRICA per verificare idoneità dell’estinguente a base d’acqua/schiuma è idoneo a essere impiegato su fuochi che coinvolgono materiale elettrico. I fuochi derivanti da batterie al litio non sono riconducibili a questa classe di fuoco.

Le batterie dei veicoli elettrici di piccole dimensioni sono catalogate come batterie di capacità media con una quantità di energia superiore a 100 Wh e con peso inferiore o uguale 12 kg. In possesso di dispositivi che utilizzano batterie al litio poste regolarmente sotto carica, è sempre consigliato installare, nei pressi della zona di ricarica, un estintore portatile che possa essere utilizzato in caso di principio d’incendio.

La normativa non entra nell’ambito delle abitazione private, ma sulla base delle linee guida pubblicate da parte del Ministero dell’interno, Dipartimento dei Vigili del Fuoco, per le infrastrutture per la ricarica dei veicoli elettrici, è sempre consigliato avere, nei pressi del punto di ricarica, un estintore che sia in grado di spegnere e contenere il rischio di propagazione dell’incendio negli ambienti circostanti. I modelli di estintori presenti nel catalogo Emme Antincendio srl sono certificati secondo le norme europee e omologati per la protezione antincendio, che hanno superato anche i test volontari per incendi provocati da batterie al litio.

La manipolazione impropria delle batterei agli ioni di litio aumenta il rischio di incendio. A causa della crescente diffusione delle batterie agli ioni di litio, aumentano anche i loro rischi di incendio. Esistono numerosi esempi di incendi legati alle batterie agli ioni di litio, come l’esplosione delle batterie dei telefoni cellulari, batterie di e-bike o ad esempio di monopattini elettrici.

Il metallo sul polo negativo della batteria è grafite in cui è incorporato il litio. Il biossido di litio e cobalto è sul polo positivo. Se si collega la batteria alla presa, gli ioni di litio caricati positivamente migrano dal polo positivo al polo negativo. Se si utilizza la batteria in un dispositivo, gli elettroni vengono assorbiti dagli ioni. Gli ioni caricati negativamente migrano quindi indietro al polo positivo e qui vengono ricaricati.

I due elettrodi sono protetti dal contatto diretto da un separatore e rimangono in gran parte elettricamente neutri durante il processo di carica e scarica a causa della migrazione degli ioni di litio. Il separatore svolge anche un ruolo importante nei circuiti di protezione, ad esempio quando la temperatura aumenta a causa del sovraccarico. Diversi meccanismi assicurano l'impermeabilità del separatore e l'interruzione del flusso di corrente. L'elettrolita (sostanza elettricamente conduttiva), che favorisce il trasferimento di elettroni agli elettrodi e in cui si muovono gli ioni di litio, è solitamente costituito da solventi organici (infiammabili) con un sale conduttore di litio (spesso esafluorofosfato di litio LiPF6).

Una manipolazione impropria aumenta la temperatura nelle celle, il che può provocare incendi nelle batterie agli ioni di litio. Un aumento della temperatura comporta un aumento della resistenza interna, che provoca un ulteriore aumento della temperatura, soprattutto con flussi di corrente elevati (ricarica rapida, batterie auto e e-bike).

Questa prima fase della reazione provoca l'aumento della pressione all'interno della cella e lo scoppio delle valvole di massima pressione. Nella seconda fase avviene il degassamento dei componenti cellulari dovuto all'ulteriore aumento della pressione e delle reazioni chimiche. Nella terza fase della reazione, la cellula alla fine scappa (thermal runaway), possibilmente con fuoco ed esplosione.

Quando la pressione viene alleviata o in caso di incendio o esplosione, vengono rilasciate sostanze tossiche pericolose per la salute, come acido fluoridrico e composti organici, ma anche composti cancerogeni di nichel e cobalto. Spesso si produce anche idrogeno, che forma miscele infiammabili con l'aria (ossiidrogeno). Il gas combustibile è prodotto anche dalla tensione continua presente ai poli se, ad esempio, le batterie sono ricoperte di acqua estinguente.

Non cortocircuitare o danneggiare meccanicamente la batteria (forare, deformare, smontare, ecc.).

Non riscaldare o bruciare. Tenere le celle della batteria lontano dalla portata dei bambini piccoli. Conservare sempre le celle della batteria in un luogo asciutto e fresco. Con una corretta manipolazione, le celle della batteria sono sicure da usare.

Una manipolazione errata o circostanze che portano a un funzionamento improprio possono causare perdite del contenuto della batteria e prodotti di decomposizione e reazioni violente associate che mettono in pericolo la salute e l'ambiente. In linea di principio, il contatto con componenti della batteria fuoriusciti può rappresentare un rischio per la salute e l'ambiente. È quindi a contatto con celle della batteria anomale (perdite di contenuto, deformazioni,

scolorimento, ammaccature, ecc.), è necessaria un'adeguata protezione del corpo e delle vie respiratorie. Le sostanze in fuga (gassose o liquide) possono ad es. reagire violentemente in combinazione con il fuoco.

Si deve andare ad agire tempestivamente sul principio d’incendio e in modo graduale sulla batteria, preferibilmente con agenti estinguenti che permettono il raffreddamento delle celle. La sicurezza degli occupanti dei locali e delle persone coinvolte nel principio di incendio è sempre fondamentale. In presenza dei gas di rilascio della batteria e di fumo, in una spazi chiusi, è necessario indossare i dispositivi di protezione delle vie respiratorie, nel caso non fosse possibile lasciare la stanza.

Con le batterie che hanno un alloggiamento in plastica, non solo il rischio termico, come con tutte le batterie, deve essere preso in considerazione, ma anche schegge dell’involucro contenente le celle può essere un rischio elevato.

Quando si immagazzinano batterie in grandi quantità e possibilmente ad alta potenza o molte piccole batterie in molte unità di imballaggio, finora non sono presenti linee guida per la prevenzione incendi, motivo per cui è necessario elaborare concetti di protezione antincendio nei singoli casi. Soprattutto quando si combattono gli incendi da batterie contenenti litio è importante prevenire reazioni a catena delle singole celle e contenere l'incendio in modo rapido ed efficace da una distanza di sicurezza direttamente sulla batteria in fiamme o consentire una combustione controllata.

Gli estinguente a base d'acqua applicata a getto spray si è rivelata il mezzo preferito per questo scopo. Attraverso l'effetto di raffreddamento dell'acqua impedisce efficacemente che un incendio si propaghi alle celle della batteria che non hanno ancora raggiunto la temperatura critica per l'accensione. Anche il "thermal runaway" che avviene all'interno di una cella viene rallentata. Come effetto collaterale, gli estintori a base d’acqua sono spesso adatti anche per eventuali incendi circostanti che possono insorgere. Gli estintori di Emme Antincendio con queste caratteristiche sono sicuri e certificati secondo la norma EN 3 e EN 1866. Grazie alle prove volontarie effettuate gli estintori EN 3 sono in grado di combattere incendi su batterie al litio fino a 750 Wh, mentre gli estintori EN 1866 fino a 5,1 kWh. (dati alla data di pubblicazione marzo 2023)

Altri agenti estinguenti come sabbia, polvere metallica o sostanze simili sono adatti come agenti estinguenti solo in misura limitata, in quanto coprono solo la fonte dell'incendio. L'effetto coprente favorisce quindi il "thermal runaway". Quando si rimuove il coperchio, l'improvviso apporto di ossigeno al fuoco ancora caldo può provocare una forte deflagrazione. Questi "agenti estinguenti" hanno quindi maggiori probabilità di proteggere l'ambiente. CO2 e azoto hanno solo un effetto di raffreddamento molto breve e basso e quindi non sono realmente adatti.

L'elettrolito può fuoriuscire se l'alloggiamento della cella è danneggiato. Abbandonare immediatamente la zona di pericolo finché i vapori non si saranno dissipati. Garantire la massima ventilazione dei locali. Evitare il contatto con la pelle e gli occhi e l'inalazione dei vapori. Le batterie che perdono devono essere sigillate ermeticamente in un sacchetto di plastica insieme a materiale legante universale. Tracce di elettrolita possono essere legate con un agente legante universale e assorbite con carta per uso domestico asciutta e vengono quindi rimosse in confezione ermetica. Evitare il contatto diretto con la pelle indossando guanti protettivi. IN caso di contatto dovrebbe essere risciacquato con abbondante acqua. Devono essere utilizzati dispositivi di protezione individuale adeguati alla situazione (guanti di protezione, indumenti protettivi, protezione per il viso, protezione respiratoria).

La cella difettosa, l'elettrolita e l'agente legante devono essere smaltiti correttamente.