Thermal runaway lithium- ion batterij

Een elektrische auto die in brand staat hoeft niet direct een groot probleem te zijn. Zolang de batterijen niet branden, kan het gewoon geblust worden zoals bij elke andere brand. Nou ja, niet helemaal; bij een elektrische auto moet je altijd alert zijn. Er zitten opgeladen batterijen in die een enorme elektrische lading hebben. Als er bedrading bloot komt te liggen of er ontstaat kortsluiting, dan kan dat zeer gevaarlijk zijn. Daarbij komt dat het vaak moeilijk is om te beoordelen of de batterijen in brand staan. Er komt vuur en rook vrij, wat het beoordelen van wat er precies aan de hand is, moeilijk maakt.

thermal runaway bij lithium- ion

Het probleem van een brandende elektrische auto wordt een veel groter probleem als de batterijen te heet worden. Er komt dan een proces op gang wat ‘thermal runaway’ genoemd wordt. Dit betekent dat de temperatuur van de batterijen blijft stijgen;  er wordt meer warmte ontwikkeld dan er afgevoerd wordt. Het wordt steeds heter. Dingen kunnen dan mogelijk gaan ontploffen of ontbranden.

Bij Lithium-ion batterijen kan ook zo'n 'thermal runaway' ontstaan. Er ontstaat dan zoveel warmte dat het elektroliet vloeibaar wordt en dan kan gaan ontbranden. Als het elektroliet eenmaal brandt, dan zal dat de cathode van de batterij aantasten. De verbranding maakt de cathode zo heet dat deze uiteenvalt. Hierbij komt zuurstof vrij, wat uiteindelijk leidt tot een thermal runaway. Bij een thermal runaway ontbranden een brandbare stof (zeer hete vloeibare elektroliet) en zuurstof. De verbranding blijft het elektroliet zelf brandbaar houden en blijft de cathode verhitten, waardoor de verbranding zichzelf in stand houdt en verergert.

Zuurstof weghalen helpt niet

Bij de meeste branden kun je door het weghalen van zuurstof de brand stoppen. Bij een brandende lithium-ion batterij werkt dat niet. Immers, door de brand komt er zuurstof in de batterij vrij door de verhitting van de cathode. Als je niets doet, dan zal dit proces alleen maar versnellen totdat het elektroliet geheel verbrand is; dan is er geen brandstof meer en stopt het proces.

Lithium- ion brand stoppen

Om dit proces te stoppen, kun je wel wat doen. Door te koelen kun je de temperatuur terugbrengen en zal de ontbinding van de cathode stoppen, en daarmee stopt de toevoer van zuurstof aan het proces. Daarbij zal ook de temperatuur van het elektroliet afnemen en wordt deze minder brandbaar. Je komt dan in een nieuwe situatie waarbij het zichzelf instant houdende verbrandingsproces langzaam stopt.

Hoe kun je bij de lithium-ion cellen komen om deze te koelen? Dat kan eigenlijk niet. Het is veel te heet en tijdens dit verbrandingsproces komen er giftige gassen vrij. Door het vrijkomen van gassen in een afgesloten ruimte ontstaat er ook druk en daarmee explosiegevaar. Als er een ontploffing is, dan is er een risico dat er ook zeer hete elektrolyt vrijkomt. Dit is erg gevaarlijk. Je kunt er dus niet bij komen. Het enige wat nu gedaan wordt is de batterij, inclusief de hele auto, in het water te zetten, in een grote dompelcontainer of dompelbak. De bedoeling is dus niet eens om met dit water de brand te blussen, maar om de batterijen te koelen en daarmee het zichzelf in stand houdende proces van verbranding te stoppen.

Een brandende elektrische auto is dus per definitie gevaarlijk. Het is lastig om te beoordelen wat er precies brandt, en er is kans op een snelle en gevaarlijke escalatie.

Behandeling brandende elektrische auto

Een brandende elektrische auto moet door specialisten worden behandeld. Daarbij gebruiken ze dus een dompelbak of dompelcontainer. In eerste instantie om de auto er in te plaatsen, waardoor het direct veiliger wordt voor de omgeving. Ook kan de auto dan relatief veilig verplaatst worden. Als deze in een veilige omgeving is, kan de container gevuld worden met water en is het wachten tot het water bij en in de lithium-ion cellen komt en daar kan gaan koelen. Dat proces, en het koelen zelf, kunnen nog dagen duren.

Dompelcontainers of dompelbakken worden dus toegepast bij het transport en blussen van een elektrische auto die in brand staat. Deze dompelcontainers zijn specifiek hiervoor ontworpen en opgebouwd. Ze zijn waterdicht en kunnen een ontploffing van de batterij weerstaan. Hierbij wordt een speciale constructie gebruikt en specifieke materialen.

Wij bouwen deze dompelcontainers. Wilt u meer weten over de mogelijkheden, neem dan gerust contact met ons op.