Литий-ионная аккумуляторная батарея стала причиной пожара на секретной АПЛ

Как сообщает петербургcкое сетевое издание «Фонтанка.ру» в материале Юлии Никитиной «Огонь, батарея. На подлодке в Арктике загорелся экспериментальный аккумулятор», на сверхсекретном батискафе [атомной глубоководной станции АС-31 проекта 10831], который загорелся в Баренцевом море 1 июля 2019 года, был установлен литиевый аккумулятор. Новую для подводного флота технологию внедрили в ходе последнего ремонта.

То, что у берегов Североморска взорвалась именно литиевая батарея, «Фонтанке» подтвердили пять структурно между собой не связанных источников. К объемному пожару, по данным ииздания, привел тепловой разгон аккумулятора, за которым последовала серия взрывов. Погиб личный состав носовых отсеков. Ударная волна была такой силы, что ее почувствовали на лодке-носителе. Аппарат в момент взрыва находился в процессе стыковки с нею. Выжившие задраили центральный отсек, завершили стыковку, заглушили ядерный реактор и эвакуировались на БС-136 «Оренбург». Опасаясь дальнейших взрывов и распространения огня на носитель, экипаж материнской лодки затопил аппарат, именно по этой причине по прибытии на базу в Североморск батискаф был полностью заполнен водой.

Как пояснил «Фонтанке» источник в главкомате ВМФ, помимо атомного реактора на глубоководном аппарате установлены электрические движители. Они используются для точного маневрирования и динамического позиционирования под водой. Подобная меткость важна при стыковке с лодкой-носителем. Эти самые движители запитываются не от реактора, а от аккумуляторной батареи. Общеизвестно, что на подводном флоте эксплуатируют свинцово-кислотные батареи. По данным нашего издания, литиевый аккумулятор был установлен сравнительно недавно. Во всяком случае, точно после упомянутого в открытых источниках ремонта в 2012 году.

По информации собеседников «Фонтанки», ситуация вышла из-под контроля, когда аппарат «крепился» к лодке-носителю. Короткое замыкание в момент стыковки привело к мгновенной разрядке батареи и ее тепловому разгону. Электрохимические процессы спровоцировали взрыв (по данным другого источника, их было несколько) и самовозгорание.

По словам специалистов, высота форса пламени в момент взрывной разгерметизации батареи такой мощности достигает нескольких метров, а обезвреживание литиевой батареи системами объемного химического тушения или водой неэффективно, так как батарея сама выделяет и горючие вещества, и кислород. «Горящую литиевую батарею можно только охлаждать», — пояснили «Фонтанке» на условиях анонимности.

В открытых источниках нет упоминаний о том, что литиевые аккумуляторы стали устанавливать на подводные лодки с ядерным реактором. В октябре 2018 года Япония объявила о спуске на воду первой в мире не атомной субмарины Oryu, оснащенной литий-ионными аккумуляторными батареями. На научной конференции в Сингапуре отставной вице-адмирал Масао Кобаяси говорил тогда, что эти батареи имеют больший срок службы по сравнению со свинцово-кислотными и обеспечивают высокую продолжительность подводного хода на больших скоростях. Через полгода южнокорейская компания Daewoo заявила о схожей разработке. Уточнялось, что к сборке лодки приступят во второй половине 2019 года.

Представители российской оборонки в один ряд литий-ионные батареи и подводные лодки публично никогда не ставили. Примерно год назад в профильных изданиях стали появляться статьи о грядущей революции в судостроении. В прессе начали продвигать тренд о неприхотливости в обслуживании, превосходящей энергоемкости и почти в полтора раза меньшей стоимости этого типа источников бесперебойного питания. Последний тезис, к слову, идёт вразрез с японцами, которые признавали, что литиевые батареи и сопутствующая энергосистема примерно на 100 миллионов долларов удорожают проект.

Единственным российским производителем литий-ионных батарей называет себя новосибирская компания «Лиотех». Создателями в системе СПАРК значатся Роснано и Росимущество. Именем обязаны аббревиатуре термина «Литий-ионные технологии», говорится на официальном сайте компании. Масштаб солидности подкрепляется релизами о троллейбусах с батареями «Лиотех», которые «с 2014 года возят пассажиров по улицам Санкт-Петербурга, Тулы, Барнаула, Новосибирска, по всей Республике Крым и в Аргентине».

В феврале 2019-го коммерческая служба Роснано разместила в бизнес-изданиях сообщение о получении своей «дочкой» свидетельства Российского морского регистра судоходства.

«Лиотех», являясь пионером рынка электрификации наземного транспорта, надеется стать первыми и на новом, только зарождающемся рынке. В течение ближайших четырех лет в рамках госпрограммы «Развитие судостроения 2013 — 2030 годов» будет построено до 1325 гражданских судов и до 652 военных кораблей. По нашим оценкам, рынок может составить только в текущем году около 0,5 млрд рублей, с ростом до 0,7 млрд рублей в 2020 году», — на правах рекламы цитировали «Ведомости» директора по проектным продажам (морской флот) компании «Лиотех» Алексея Орешина.

Как пояснил «Фонтанке» управляющий директор проекта «Лиотех» Валерий Ярмощук, по состоянию на 9 июля, февральские планы о покорении судостроительного рынка не осуществлены. «Пока контрактов нет, идет проработка возможной конструкторской документации с применение литий-ионных батарей, накопителей для гибридной системы движения на судах», — сказал он, оставив без комментария вопрос, о гражданском или военно-морском флоте идет речь.

Коммерческое производство литиевых батарей началось в 1991 году. Сегодня подобного типа аккумулятор установлен в каждом мобильном телефоне. Обычное дело — фотовидеоаппаратура и ноутбуки. Уже трудно удивить электротранспортом на литий-ионных аккумуляторах, технологии применяются при создании источников питания для серверных. На профильных ресурсах многостраничные дискуссии начинаются с тезиса: «Взрывоопасность литиевых батарей — миф или реальность». На запрос о самовозгорании литий-ионного аккумулятора глобальная сеть отвечает десятками видеороликов. Самый зрелищный — из лаборатории реактивного движения NASA, где в 2016-м был утрачен робот-спасатель RoboSimian.

На специализированных ресурсах в качестве возможных причин самовозгорания литий-ионной батареи выделяют физическое повреждение ячейки и нарушение производственной технологии. Кроме короткого замыкания в электрохимической ячейке, к самовозгоранию и взрыву литиевой аккумуляторной батареи способны привести: перегрев, зарядка на повышенных токах, превышение предельного значения напряжения и чрезмерно глубокая разрядка. «Все эти факторы провоцируют тепловой разгон и разложение электролита в процессе его реакции с электродами», — пишет автор популярного среди технических специалистов форума Habr. Отдельно он отмечает, что «тушение водой крупных Li-ion батарей, которыми оснащены электромобили, крайне опасно из-за бурной реакции лития с водой». Вступаясь за безопасность Li-ion батарей, инженер-конструктор Олег Куликов приводит блок-схему рисков, где самые мрачные сценарии приводят к возгоранию или разгерметизации литий-ионной ячейки, а далее — внешний огонь, дым, газ.

О пожаре «в аккумуляторном отсеке» научно-исследовательского глубоководного аппарата министр обороны Сергей Шойгу 4 июля публично доложил президенту Путину. «Далее он (огонь) получил некое распространение, — приводятся слова генерала в стенограмме на сайте Кремля. — Ядерная энергетическая установка на данном аппарате полностью изолирована и безлюдна». Сама лодка, по его словам, тотально не пострадала. Для оценки объема и сроков ремонта «привлечены конструкторы лодки, промышленность».

Пожар в Баренцевом море произошел 1 июля. В борьбе за живучесть корабля погибли четырнадцать старших офицеров. Объект, где произошла трагедия, секретный. Официально он назван научно-исследовательским глубоководным аппаратом. Из соболезнования, размещенного в военной части, журналистам стало известно, что это была атомная глубоководная станция АС-31 — фактически подводная лодка с характеристиками сверхглубоководного батискафа. Штаб отряда гидронавтов находится в Петербурге. Четверо погибших офицеров посмертно награждены звездами Героя России, десять семей получили от Минобороны ордена Мужества. Подводники похоронены на Серафимовском кладбище в Петербурге.