Siguranța bateriilor cu ioni de sodiu: ce arată cu adevărat testele

Actualizat la 17 septembrie 2026

„Este sigură?” este prima întrebare pe care ne-o adresează clienții, iar cine o pune are dreptate. O baterie nu este un rezervor: este un sistem electrochimic care stochează energie în formă chimică și care, solicitat dincolo de propriile limite, o poate elibera toată deodată. Răspunsul serios nu este un adjectiv, este un protocol de testare cu condițiile sale și cu criteriul său de acceptare.

Acest articol descrie testele de siguranță trecute de celule polianionice NFPP din a doua generație de sisteme Heiwit, cu protocoalele prezentate în detaliu. Nicio probă nu este relevantă fără condițiile sale: „trece testul cuiului” fără a preciza cu ce ac, la ce viteză și pentru cât timp nu înseamnă nimic.

Ce se încearcă să se provoace

Toate testele care urmează au o singură țintă: accelerarea termică necontrolată, în engleză accelerare termică necontrolată. Este mecanismul prin care o celulă deteriorată generează căldură, căldura accelerează reacțiile de degradare, reacțiile generează altă căldură, iar procesul se autoalimentează până la incendiu sau până la ruperea violentă a carcasei.

Un test de siguranță este deci o încercare deliberată de a declanșa acel cerc: celula este perforată, supraîncărcată, strivită, încălzită din exterior. Criteriul de trecere nu este „nu se întâmplă nimic” — aproape întotdeauna se întâmplă ceva — ci niciun incendiu, nicio explozie, nicio rupere a carcasei.

Trebuie spus și ce nu demonstrează un test. Un rezultat pozitiv pe o celulă singulară nu se transferă automat la pachetul de baterii complet: propagarea de la o celulă la cele învecinate este un fenomen de sistem și face obiectul unei norme diferite, UL 9540A, despre care vorbim mai jos.

Testele, unul câte unul

Penetrare cu un cui

Este testul cel mai sever și cel mai spectaculos. Celula se află la 25 °C și este complet încărcată, adică în condiția de energie stocată maximă. Un ac de oțel cu diametrul de 5 mm o străbate în centrul geometric cu viteza de 25 ± 5 mm/s. Acul nu este retras: rămâne înfipt în celulă, menținând scurtcircuitul între straturile de electrod pe parcursul unei ore de observație.

Rezultatul înregistrat este: deschiderea CID, emisie de fum, nicio explozie, niciun incendiu.

CID, Current Interrupt Device, este un dispozitiv mecanic din interiorul celulei: când presiunea internă depășește un prag, un disc se deformează și întrerupe fizic circuitul. Este ultima linie de apărare, cea care acționează atunci când electronica nu mai servește la nimic, deoarece celula este deja perforată. Faptul că CID a intervenit și că rezultatul s-a oprit la fum este exact comportamentul la care ne așteptăm de la o celulă bine proiectată.

Supraîncărcare

Celula, la 25 °C și deja complet încărcată, este încărcată la curent constant 1C până la de 1,5 ori tensiunea de final de încărcare, sau timp de o oră, în funcție de care condiție se produce prima. Urmează o oră de observație.

Este scenariul unei defecțiuni grave a electronicii de control: BMS-ul nu intervine și invertorul continuă să împingă curent într-o baterie deja plină. Rezultatul înregistrat este umflarea carcasei, fără scurgeri de lichid, fără incendiu.

Controlul temperaturii

Celula încărcată este încălzită din exterior în timp ce, simultan, este încărcată la curent constant 1C. Încălzirea continuă până la îndeplinirea uneia dintre aceste trei condiții: celula intră în accelerare termică necontrolată, temperatura ajunge la 300 °C, sau trec patru ore.

Este testul care reproduce incendiul extern: nu bateria care ia foc, ci bateria care se află în interiorul unui incendiu. Trei sute de grade sunt cu mult peste temperatura la care o celulă cu litiu intră în accelerare termică necontrolată. Și aici criteriul este niciun incendiu, nicio explozie, nicio rupere, iar și aici rezultatul înregistrat se oprește la deschiderea CID și la emisia de fum.

Strivire, scurtcircuit, cuptor

Lo strivire reproduce deteriorarea mecanică — căderea unui obiect greu, un impact în faza de transport sau de instalare — și impune absența scurgerilor de lichid și a incendiului.

The scurtcircuitul extern conectează cele două terminale cu o rezistență neglijabilă; criteriul, în acest caz, este sever într-un mod diferit: nicio schimbare de aspect, adică celula trebuie să iasă din test vizual intactă.

La testarea în cuptor conform GB/T 36276-2018, norma chineză specifică pentru sistemele de stocare electrochimică conectate la rețea, supune celula unei expuneri prelungite la temperatură ridicată.

Siguranța care vine din chimie, nu din dispozitive

Testele de mai sus măsoară comportamentul în condiții extreme. Dar partea cea mai interesantă este că catodul polianionic face acele condiții mai greu de atins, din trei motive structurale.

Generează mai puțină căldură la același curent. În testul de descărcare la curenți crescători, la regim 4C celula NFPP înregistrează o supratemperatură maximă de 15,5 °C, față de 22,1 °C ai unei celule LFP de referință. Mai puțină căldură produsă înseamnă o marjă mai largă înainte ca orice mecanism de declanșare să intre în joc.

Tolerează descărcarea profundă. A aduce o celulă cu litiu sub tensiunea sa minimă înseamnă a o deteriora permanent și, în anumite cazuri, a crea condițiile pentru o defecțiune ulterioară. Chimia polianionică suportă descărcarea profundă fără consecințe structurale.

Poate fi adusă la zero volți. Este consecința cea mai neobișnuită a faptului că, în celulele cu sodiu, Ambele colectoare de curent pot fi din aluminiu — în timp ce o celulă cu litiu necesită cupru la anod, care se corodează ireversibil dacă tensiunea scade prea mult. O celulă cu sodiu poate fi, prin urmare, descărcată complet la zero volți pentru a fi depozitată sau transportată, iar apoi reîncărcată fără daune. O baterie transportată descărcată este o baterie care nu are energie de eliberat.

Certificările celulelor

În plus față de testele de mai sus, celulele dispun de următoarele rapoarte și certificate:

• IEC 62619 — cerințe de siguranță pentru celule și baterii secundare cu litiu și cu alte sisteme alcaline destinate aplicațiilor industriale. Este standardul internațional de referință pentru stocarea staționară.
• UL 9540A — metodă de testare a propagării accelerării termice necontrolate în sistemele de stocare. Răspunde la întrebarea pe care testele pe celulă singulară nu o abordează: ce se întâmplă cu celulele învecinate. Este documentul solicitat de pompieri și de companiile de asigurări pentru instalațiile de dimensiuni semnificative.
• ONU 38.3 — teste obligatorii pentru transportul bateriilor: altitudine, ciclu termic, vibrație, șoc, scurtcircuit extern, supraîncărcare.
• RoHS e fișe de securitate ale materialelor — absența substanțelor periculoase și compoziția declarată.
• Certificări pentru transportul maritim și aerian de mărfuri periculoase.

Sistemul, nu doar celula

O ultimă clarificare, pentru că este confuzia cea mai frecventă. Testele și certificările descrise aici privesc celulele. Sistemul de stocare a energiei complet — pachet de baterii, BMS, electronică de gestionare și invertor — face obiectul unei calificări separate, care include Directiva privind joasa tensiune, Directiva privind compatibilitatea electromagnetică și regulile naționale de conectare la rețea.

Cele două aspecte sunt complementare și niciunul nu îl înlocuiește pe celălalt: o celulă excelentă într-un sistem prost proiectat rămâne periculoasă, iar un sistem bine proiectat nu poate compensa o celulă instabilă.

Întrebări frecvente

Celulele cu sodiu pot lua foc?

Orice celulă care stochează energie o poate elibera în mod necontrolat dacă este solicitată suficient. Diferența stă în prag și în comportamentul dincolo de acel prag. În testele descrise — perforare cu acul lăsat în interior timp de o oră, supraîncărcare la 1,5 ori tensiunea de final de încărcare, încălzire până la 300 °C — rezultatul s-a oprit la emisia de fum, fără incendiu și fără explozie.

Ce este CID-ul?

Current Interrupt Device: un disc metalic intern care se deformează când presiunea din interiorul celulei depășește un prag, întrerupând fizic circuitul. Acționează pur mecanic, fără electronică, și este ultima protecție disponibilă atunci când celula este deja compromisă.

De ce se vorbește despre depozitare la zero volți?

Pentru că în celulele cu sodiu ambele colectoare de curent pot fi din aluminiu, în timp ce litiul necesită cupru la anod, care se corodează dacă celula se descarcă prea mult. O celulă cu sodiu poate fi, prin urmare, transportată și depozitată complet descărcată, adică lipsită de energie de eliberat, și reîncărcată fără daune.

Este suficientă celula certificată pentru ca instalația să fie sigură?

Nu. Siguranța este o proprietate a sistemului complet: celulă, pachet, BMS, electronică și instalare executată conform normelor. Certificările celulei sunt baza necesară, nu garanția finală.