Lithium-ion batterijbranden: Preventie, beperking en veiligheidsmaatregelen

Leer meer over de risico's, oorzaken en veiligheidsmaatregelen voor lithium-ionbatterijbranden. Ontdek preventieve stappen en oplossingen om catastrofale batterijbranden te voorkomen.

Donderdag 13 februari 2025

Risico's en gevaren van brand in lithium-ionbatterijen

We zijn allemaal tragisch genoeg bekend met de nieuwsberichten over de verwoestende gevolgen van lithium-ion batterijbranden. Eind 2024 berichtte CBS over de dood van een man uit de Bronx door een lithium-ion brand die ontstond toen hij de accu van zijn e-bike aan het opladen was. De man was de accu op de eerste verdieping aan het opladen toen er brand ontstond, waardoor hij om het leven kwam en andere familieleden ernstig gewond raakten.

Een andere sensationele kop was het bericht in de New York Times over de brand en explosie van een vrachtwagen met lithium-ion batterijen na een botsing. Niemand raakte gewond bij het incident, maar zeven mijl van de snelweg werd 48 uur lang afgesloten omdat de gekantelde vrachtwagen in brand bleef staan als gevolg van een thermische runaway. De explosie zorgde ervoor dat de vervoerde batterijen in vlammen uitbarstten tot wel drie meter hoog, wat leidde tot een kettingreactie die bekend staat als thermische runaway. De ontbranding van de batterijen veroorzaakte de onstuitbare kettingreactie die bekend staat als thermische runaway.

Wat veroorzaakt lithium-ion-batterijbranden?

Deze dramatische incidenten illustreren duidelijk de verwoestende impact die lithium-ion batterijbranden kunnen hebben; het ergste scenario is het verlies van mensenlevens. Accu's kunnen om verschillende redenen vlam vatten. Enkele veel voorkomende oorzaken zijn:

  • De batterij overladen
  • Niet-conforme oplaadapparatuur gebruiken
  • Batterij raakt oververhit of wordt blootgesteld aan hoge temperaturen
  • Productiefouten
  • Een extreem hoge ontladingssnelheid
  • Kortsluiting
  • Schade door vallen, verplettering, perforatie of blootstelling aan hoge trillingsniveaus.

Als de batterij een of meer van deze triggers ervaart, kunnen de batterijcellen barsten en gevaarlijke gassen vrijkomen, waardoor een intense brand kan ontstaan.

Lithium-ion batterijbranden voorkomen

Gezien het grote aantal mogelijke oorzaken van brand in lithium-ionbatterijen en de aanzienlijke risico's als er een ontstaat, zijn strenge veiligheidsmaatregelen absoluut noodzakelijk om goederen, infrastructuur en mensenlevens te beschermen. Deze behoefte aan veiligheid geldt vooral voor e-mobiliteitstoepassingen, waarbij voertuigen en mensen in afgelegen gebieden kunnen werken of onderhevig zijn aan wisselende temperaturen, drukken en omstandigheden op zee of in de lucht.

Er moet een reeks veiligheidsmaatregelen worden gebruikt om het risico op brand te beperken. Deze maatregelen moeten in de eerste plaats brand voorkomen en in de tweede plaats de negatieve gevolgen van brand beperken.

Preventieve veiligheidsmaatregelen zijn onder andere:

  • Een efficiënt koelsysteem gebruiken
  • Gebruik opladers en kabels van hoge kwaliteit
  • De batterij beschermen met een robuuste accubox
  • De laadomgeving bewaken
  • Regelmatige inspecties
  • Veilig opslaan
  • De thermische stabiliteit van de batterij verbeteren door vlamvertragende additieven toe te voegen aan de elektrolyt of de separator.

In het geval dat dergelijke preventieve maatregelen niet succesvol zijn, moeten fail-safe maatregelen gericht op het stoppen of verminderen van schade door thermische runaway de volgende verdedigingslinie zijn.

Verzachtende veiligheidsmaatregelen zijn onder andere:

  • Brandblusapparatuur in de buurt houden
  • Een robuust noodplan onderhouden
  • Separatoruitschakelmechanismen binnen de batterij
  • Ontluchtingsmechanismen op de batterij of batterijbehuizing

Een gelpolymeer separator is bijvoorbeeld een nuttig materiaal, omdat het smelt en afbreekt lang voordat de temperatuur van de batterij de drempel voor thermische runaway bereikt. De separator heeft echter tijd nodig om in te storten en schakelt de batterij mogelijk niet snel genoeg uit. Brandbare gassen kunnen zich nog steeds ophopen in de batterij, waardoor de druk en temperatuur toenemen.

Een ontlastmechanisme kan het overtollige gas en de warmte op een gecontroleerde manier vrijlaten in plaats van in een ongecontroleerde explosie. Oplossingen zoals explosiepanelen en breekplaten zijn voorbeelden van ontlastingsmechanismen. Ze vormen de laatste verdedigingslinie omdat ze branden niet voorkomen, maar wel de ergste gevolgen kunnen beperken en catastrofale schade kunnen voorkomen. Ze kunnen branden rechtstreeks naar de atmosfeer afvoeren, maar in veel elektrische voertuigen worden de accu's eerst naar een kanaalsysteem afgevoerd.

OE Lion breekplaten

OsecoElfab's merk OE Lion™ biedt een reeks gespecialiseerde breekplaten die ontworpen zijn voor de veiligheid van lithium-ionbatterijen. De hoogtechnologische oplossingen zijn volledig aanpasbaar aan de unieke en vaak uitdagende omgevingen waarin lithium-ionbatterijen werken in elektrische en hybride voertuigen. Of het nu gaat om de zware omstandigheden op zee, de schommelende hoogtes en temperaturen in vliegtuigen of de compacte ruimtes in elektrische voertuigen, OE Lion biedt een reeks nauwkeurig ontworpen, op maat gemaakte oplossingen die veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie garanderen, zelfs in de meest veeleisende omstandigheden.

Bij elke schijf is er de optie om een ontluchtingsmembraan toe te voegen voor continue druknivellering. Door deze twee drukbeveiligingsfuncties in één apparaat te combineren, kunnen zowel ademhaling als ontgassing door één apparaat worden geleid, waardoor alle gassen op een gemeenschappelijke plaats worden ontlucht. Dit verbetert uw vermogen om brandbare ontluchtingsgassen te controleren en te verspreiden. Het resultaat is een eenvoudiger, schoner lithium-ion batterij- en behuizingsontwerp dat sneller te monteren en eenvoudiger te integreren is voor veiligere, eenvoudigere en kosteneffectievere li-ion batterijen.

Bezoek onze productpagina's om het volledige OE Lion assortiment te bekijken en meer te weten te komen over onze drukbeveiligingsoplossingen voor eMobility.

Neem vandaag nog contact op met ons gespecialiseerde lithium-ion engineeringteam voor meer informatie over de mogelijkheden om uw lithium-ion cellen en batterijpakketten te beschermen.
Neem contact met ons op