De veiligheid van Lithium-gebaseerde batterijen has been under intense scrutiny, drawing parallels to historical energy storage risks like steam engine explosions and early gasoline controversies. While lithium-ion technology is generally safe, occasional failures, such as the 2006 Sony recall of six million packs, note potential risks..
Batterijfabrikanten streven ernaar de hoeveelheid metaaldeeltjes die kortsluiting kunnen veroorzaken te verminderen, ondanks uitdagingen bij het handhaven van absolute netheid in batterij-cleanrooms. Cellen met ultradunne afscheiders (24 µm of minder) zijn gevoeliger voor onzuiverheden dan oudere ontwerpen. Omdat ze kunnen ontbranden, zijn er nieuwe veiligheidsnormen van UL ontwikkeld, waardoor er geen penetratietests meer nodig zijn voor de acceptatie van lithiumbatterijen.
Om de veiligheid te garanderen voordat ze op de markt komen, onderwerpen fabrikanten batterijmonsters aan strenge tests, waarbij gedurende een jaar een miljoen foutvrije monsters nodig zijn voordat kritieke toepassingen zoals medische apparaten worden goedgekeurd.
As current Li-ion technology nears its energy capacity limits, manufacturers now put safety and longevity improvements ahead of raw capacity gains. Challenges persist with internal short circuits that can overpower external protection measures, as shown by the 2006 recall, which met UL safety requirements but still failed during normal use.
Batterijstoringen vallen in twee categorieën: voorspelbare ontwerpfouten en willekeurige gebeurtenissen zonder duidelijke ontwerpproblemen. Een kleine kortsluiting kan een verhoogde zelfontlading veroorzaken met minimale warmteontwikkeling. Een opeenhoping van metaaldeeltjes kan echter leiden tot een aanzienlijke stroomstroming en overmatige verhitting, wat mogelijk tot schade kan leiden thermische vluchteling, vaak omschreven als “ontluchten met vlam.”.”
Bovendien verhogen ongelijkmatige afscheiders de weerstand en veroorzaken ze lokale hitteplekken die de integriteit van de afscheider verzwakken. Meest grote Li-ion-fabrikanten Maak tijdens de kwaliteitscontrole een röntgenfoto van elke cel om afwijkingen zoals verbogen lipjes of gebroken jellyrolletjes op te sporen – draagt bij aan de huidige veiligheidsnormen voor batterijen, die doorgaans alleen door erkende merken worden gehandhaafd.
Advancing lithium-ion battery safety: key considerations
Hoogwaardige lithium-ionbatterijen zijn inherent veilig als ze op de juiste manier worden gebruikt. Er zijn echter talloze hitte- en brandincidenten gemeld in consumentenproducten met niet-gecertificeerde batterijen, zoals hoverboards. Deze problemen zijn grotendeels opgelost met gecertificeerde Li-ion-batterijen in recente modellen.
Misuse — extreme conditions, overcharging — can make any battery type fail. Proper handling is what prevents that. Li-ion cells need careful management to stay stable: avoid deep discharges and prolonged low-voltage exposure. Heat and overcharging are the main stressors, so store cells partially charged and out of direct sunlight. Manufacturers stand behind their safety standards even though failures in daily use are rare.
Ondanks dat er dagelijks meer dan een miljard mobiele apparaten worden gebruikt, blijven ongelukken zeldzaam – minder dan één storing per miljoen voor Li-ion-cellen van hoge kwaliteit, vergeleken met een kans van 1 op 13.000 om gedurende een heel leven door de bliksem te worden getroffen.
Industriële batterijen die in elektrisch gereedschap worden gebruikt, zijn doorgaans robuuster dan consumentenmodellen, maar richten zich eerder op vermogensafgifte dan op lange looptijden. Power Cells zijn veiliger bij misbruik vergeleken met Energy Cells.
In recent years, concerns have pointed to risks associated with unfamiliar brand name Lithium-Ion (18650) cells often used for vaping; these may lack the quality assurance found in reputable brands. Fires from defective e-cigarette batteries have led to dangerous incidents, like an emergency landing of a WestJet flight due to an onboard fire caused by illegal battery transportation.
Wat betreft elektrische voertuigen (EV’s) blijkt uit statistieken dat ze minder branden veroorzaken per miljard gereden kilometers vergeleken met voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE): ongeveer twee branden per miljard kilometer voor Tesla versus ongeveer 90 voor ICE-voertuigen vandaag de dag, nadat in de jaren ’80 meer dan 400.000 ICE-auto’s in brand vlogen.
What to do if a battery overheats or catches fire
Tijdens een incident met oververhitting van de Li-ion-accu is snelle actie van cruciaal belang. Als de batterij sist of uitpuilt, verplaats het apparaat dan naar een niet-brandbaar oppervlak en overweeg om het buitenshuis te verplaatsen. Het simpelweg loskoppelen van de batterij is mogelijk niet voldoende om verdere problemen te voorkomen.
Gebruik voor kleine Li-ion-branden schuim, CO2, droge chemicaliën, grafietpoeder, koperpoeder of frisdrankblussers. In vliegtuigcabines kunnen stewardessen water of frisdrank gebruiken om Li-ion-branden te bestrijden vanwege het lage lithiumgehalte in de batterijen.
Cargo areas are equipped with fire suppression systems, such as Halon, to manage Li-ion fires alongside other flammable materials. New extinguishing methods like Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD) and Extover® provide new ways to smother burning batteries; sand in fireproof containers can also effectively control burns.
In het geval van EV-branden, die intenser kunnen zijn dan die waarbij voertuigen met een verbrandingsmotor betrokken zijn, zijn specifieke brandbestrijdingsmethoden vereist. Klasse D-blussers worden aanbevolen voor branden in lithium-metaalbatterijen vanwege hun reactiviteit met water.
Naarmate het EV-aantal toeneemt, wordt de behoefte aan evoluerende brandbestrijdingstechnieken, zoals het inbouwen van verdelers tussen cellen om kettingreacties tijdens thermische runaway te voorkomen, essentieel.
Effective guidelines for handling li-ion battery fire
- In the event of a failing Li-ion battery, marked by hissing, bulging, and electrolyte leakage, immediate action is key to prevent potential hazards.
- Het wordt aanbevolen om een Li-ion-brand te blussen met water of een standaard brandblusser te gebruiken om het risico op ontsteking van nabijgelegen brandbare materialen te verkleinen.
- When dealing with lithium-metal fires, it is essential to use a Class D fire extinguisher due to the reactive nature of lithium with water.
- Bij afwezigheid van een klasse D-blusser kan water als alternatief worden gebruikt om te voorkomen dat de brand zich effectief verspreidt.
- Voor optimale resultaten bij het blussen van een Li-ion-brand kunnen verschillende blusmiddelen zoals schuim, CO2, droge ABC-poeder, grafietpoeder, koperpoeder of frisdrank worden gebruikt, vergelijkbaar met standaard brandbare brandscenario's.
- In gevallen waarin een brandende lithium-ionbatterij niet kan worden gedoofd, is het een haalbare aanpak om het pakket op een gecontroleerde manier te laten doorbranden. Het is belangrijk om de celvoortplanting te monitoren, omdat elke cel bij blootstelling aan hitte met verschillende snelheden kan verbranden, en om ogenschijnlijk uitgebrande verpakkingen veilig weg te gooien door ze een tijdje buiten te plaatsen om potentiële risico's te minimaliseren.
