Perché la sicurezza antincendio delle batterie agli ioni di litio necessita di uno standard specifico / Why lithium-ion fire safety needs its own standard

 Perché la sicurezza antincendio delle batterie agli ioni di litio necessita di uno standard specifico / Why lithium-ion fire safety needs its own standard

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Gli incendi delle batterie agli ioni di litio mettono in luce le lacune degli attuali standard di sicurezza, spingendo a richiedere test antincendio e normative specifiche, afferma Matt Partridge, responsabile dello sviluppo prodotti di Armorgard.

Da decenni ormai, gli ingegneri antincendio classificano il rischio in base a diversi tipi di combustibile: materiali solidi, liquidi infiammabili, apparecchiature sotto tensione e metalli combustibili. Ciascuna categoria presuppone, in linea di massima, che un incendio si comporti in modo prevedibile e quantificabile. Questa ipotesi di base ha influenzato la progettazione, la costruzione e la classificazione delle apparecchiature di stoccaggio e spegnimento. Gli incendi che coinvolgono batterie agli ioni di litio infrangono tutte queste regole.

Una cella in stato di reazione termica incontrollata non brucia come la carta né produce un arco elettrico come un cablaggio difettoso. Contiene il proprio combustibile e ossidante, sigillati all'interno dell'involucro, quindi una volta che si innesca un guasto, la reazione può autoalimentarsi e propagarsi.

Le celle adiacenti si surriscaldano, rilasciano gas e si guastano a loro volta; tutto ciò avviene all'interno di un involucro progettato per resistere ad un evento completamente diverso. La maggior parte degli armadi e delle unità di ricarica attualmente in uso sono stati testati secondo le vecchie categorie, non contro gli incendi delle batterie agli ioni di litio. L'incompatibilità è intrinseca all'apparecchiatura stessa. Una migliore etichettatura da sola non può colmare questa lacuna ingegneristica fondamentale.

Come una singola cellula si intensifica

Vale la pena seguire la sequenza nel dettaglio, non solo perché gli incendi delle batterie agli ioni di litio raggiungono temperature superiori ai 1.000 °C, ma anche perché spiega perché il contenimento sia così difficile. Un guasto all'interno di una cella, dovuto ad un danno fisico, ad un difetto di fabbricazione od ad un sovraccarico, ne aumenta la temperatura più rapidamente di quanto la cella riesca a dissipare il calore. La chimica interna della cella genera quindi ulteriore calore, innescando un circolo vizioso.

Quell'energia si irradia nelle celle adiacenti e le porta nello stesso stato, così che un guasto locale si propaga. La pressione aumenta fino a quando l'involucro non cede, rilasciando gas caldo, infiammabile e tossico contemporaneamente. E l'evento non si conclude sempre con lo spegnimento delle fiamme. L'energia intrappolata nelle celle danneggiate può riaccendere un pacco batterie ore dopo, molto tempo dopo che i soccorritori hanno terminato le operazioni.

La Classe L è un progresso, ma non un obbligo

Gli enti di normazione stanno iniziando a intervenire, ma si potrebbe sostenere che non si siano spinti abbastanza in là. Quest'anno, la norma BS ISO 3941:2026 ha aggiunto la classe L, una categoria specifica per gli incendi nelle celle agli ioni di litio che non contengono litio metallico.

Si tratta di un riconoscimento importante, ma se leggiamo attentamente la formulazione, vediamo che lo standard definisce i test di classe L "particolarmente utili", pur non essendo ancora un requisito obbligatorio. Allo stato attuale, un produttore può immettere sul mercato un armadietto od un estintore senza averlo sottoposto ad un incendio di ioni di litio. Anche in Europa non esiste uno standard di stoccaggio armonizzato. Gli enti britannici ed europei stanno lavorando per raggiungere una posizione comune, ma fino a quando non la raggiungeranno, non esiste un parametro di riferimento condiviso che un prodotto debba superare.

Superare il test sbagliato

Un prodotto può superare tutti i test antincendio tradizionali e fallire comunque nell'evento che ora è più probabile che incontri, perché il test era stato progettato per un incidente diverso. Lo abbiamo constatato nei nostri test sui sistemi di accumulo venduti per l'uso con batterie agli ioni di litio: diverse unità hanno resistito ad un incendio convenzionale, ma hanno perso il contenimento non appena una cella ha effettivamente sfiatato.

Nel frattempo, la domanda sta crescendo rapidamente, interessando flotte di utensili elettrici, robotica ed automazione, infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici, sistemi di accumulo di energia su larga scala e gli innumerevoli dispositivi ormai in uso in ogni sito industriale.

Troppi punti di riferimento

La frammentazione rende più difficile colmare il divario normativo. Produttori, laboratori di prova, valutatori del rischio, assicuratori ed autorità di regolamentazione affrontano il problema partendo da un punto di vista diverso, senza un quadro di riferimento condiviso.

Il risultato è che due armadi possono avere etichette dal suono simile, ma fornire una protezione reale molto diversa. Si tratta di un fallimento del sistema, non della colpa di un singolo "soggetto scorretto", e la situazione costringe gli ingegneri a valutare la sicurezza caso per caso, senza fare riferimento al parametro comune che uno standard adeguato fornirebbe.

Nel frattempo, è opportuno adottare un approccio sensato.

In attesa che tale standard venga definito, è possibile adottare alcune misure per ridurre i rischi. Queste includono, come prassi minima, l'utilizzo di caricabatterie approvati, la ricarica sotto supervisione e l'evitare di lasciare le batterie in carica durante la notte senza sorveglianza. Quando non in uso, le batterie devono essere conservate lontano da fonti di calore ed altri materiali infiammabili, come già richiesto da normative quali COSHH e DSEAR.

La ventilazione è importante, ma far circolare l'aria in una stanza non è sufficiente a risolvere un problema in un armadio non idoneo. Le squadre hanno inoltre bisogno di una formazione che spieghi come si comportano effettivamente gli incendi di batterie agli ioni di litio. Ad esempio, un estintore standard può peggiorare la situazione ed un incidente che sembra risolto potrebbe riaccendersi in seguito.

La necessità di uno standard proprio

Questo non vuole essere un argomento contro le batterie agli ioni di litio. La tecnologia è ormai onnipresente, ma con i vigili del fuoco del Regno Unito intervenuti in 1.760 incendi di batterie agli ioni di litio lo scorso anno, la necessità di una regolamentazione è ora urgente. Ingegneri, progettisti, enti di normazione e responsabili politici sono tutti nella posizione ideale per sollecitare uno standard di sicurezza antincendio specifico ed armonizzato per le batterie agli ioni di litio e per fornire prove tecniche finché la stesura dello standard è ancora in corso.

Fino all'entrata in vigore dei nuovi standard, la fase di approvvigionamento è quella in cui l'acquirente conserva ancora un certo controllo. Prima di acquistare un sistema di stoccaggio, chiedete al fornitore contro quale tipo di fuoco è stato testato il prodotto, a quale stato di carica ed in quale laboratorio; trattate con lo scetticismo che ogni risposta vaga merita.

ENGLISH

Lithium-ion fires expose gaps in current safety standards, prompting calls for dedicated fire testing and regulation, says Matt Partridge, head of product development, Armorgard.

For decades now, fire engineers have been classifying risk by different fuel types: solid materials, flammable liquids, energised equipment and combustible metals. Each category broadly assumes a fire behaves in a predictable, quantifiable way. That basic hypothesis has shaped how storage and suppression equipment gets designed, built and rated. Fires involving lithium-ion batteries break all those rules.

A cell in a state of thermal runaway does not burn like paper or arc like faulty wiring. It carries its own fuel and oxidant, sealed inside the casing, so once a fault starts, the reaction can sustain itself and spread.

Neighbouring cells heat up, vent gas and fail in turn; they do so inside housing that was built to contain an altogether different event. Most cabinets and charging units in service today were tested against older categories, not against lithium-ion battery fires. The mismatch is built into the equipment itself. Better labelling alone cannot close the fundamental engineering gap.

How a single cell escalates

The sequence is worth following in detail, not least because lithium-ion fires burn at over 1,000°C, but also because it explains why containment is so hard. A fault occurring inside one cell, whether from physical damage, a manufacturing defect or overcharging, pushes up its temperature faster than it can shed heat. The cell's own chemistry then generates yet more heat, and the process feeds upon itself.

That energy radiates into adjacent cells and tips them into the same state, so a local fault becomes a travelling one. Pressure builds until the casing vents, releasing gas that is hot, flammable and toxic all at once. And the event is not always over when the flames stop. Energy stranded in damaged cells can reignite a pack hours later, long after responders have been stood down.

Class L is progress, but not an obligation

Standards authorities are beginning to respond, but arguably they have not gone far enough. This year, BS ISO 3941:2026 added class L, a category written specifically for fires in lithium-ion cells that contain no metallic lithium.

It’s an important recognition, but if we read the wording closely, we see the standard calls testing against class L "particularly useful", but it is still not a requirement. As things stand, a manufacturer can bring a cabinet or extinguisher to market without having exposed it to a lithium-ion fire. Europe has no harmonised storage standard in force either. British and European bodies are working towards a common position, yet until they reach one, there is no shared benchmark a product must clear.

Passing the wrong test

A product can clear every legacy fire test and still fail the event it is now most likely to encounter, because the test was measuring for a different incident. We have seen this in our own trials of storage sold for lithium-ion use: several units held up against a conventional fire, yet they lost containment once a cell actually vented.

Demand, meanwhile, is climbing fast, across power-tool fleets, robotics and automation, EV charging infrastructure, grid-scale energy storage and the countless devices now in use on every industrial site.

Too many reference points

Fragmentation makes the regulatory gap harder to close. Manufacturers, test houses, risk assessors, insurers and regulators each approach the problem from a different starting point, with no agreed upon frame of reference.

The result is that two cabinets can carry similar-sounding labels yet provide very different real-world protection. This is a systems failure rather than the fault of one 'bad actor', with the situation forcing engineers to judge safety on a case-by-case basis, without reference to the common yardstick a proper standard would provide.

Sensible practice in the meantime

Until that standard exists, there are a few measures to take in order to cut risk. These include the use of approved chargers, supervised charging and avoiding unattended overnight charging as minimum practice. When not in use, batteries must be stored away from heat and other flammable materials, as standards such as COSHH and DSEAR already require.

Ventilation does matter, though moving air around a room cannot rescue an unsuitable cabinet. Teams also need training that covers how lithium-ion fires actually behave. For example, a standard extinguisher can make things worse, and an incident that looks to have finished may later reignite.

The case for a standard of its own

This is not intended to be an argument against lithium-ion power. The technology is now ubiquitous, but with UK Fire Brigades attending 1,760 li-ion fires last year, the case for regulation is now urgent. Engineers, specifiers, standards bodies and policymakers are all well placed to press for a dedicated, harmonised lithium-ion fire safety standard, and to supply technical evidence while drafting is still open.

Until new standards are in force, procurement is the stage where the buyer still holds some control. Before purchasing storage, press the supplier on which fire the product was tested against, at what state of charge and in whose laboratory; give any vague answers the scepticism they deserve.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/opinion/why-lithium-ion-fire-safety-needs-its-own-standard?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-240826%20-%20Monday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fopinion%2Fwhy-lithium-ion-fire-safety-needs-its-own-standard&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer