De Lition ion batterij is tegenwoordig overal te vinden, denk aan laptops, tablets, game consoles, powerbanks , e-bikes en in toenemende mate bij de energieopslag voor woningen en bedrijven. Ondanks de voordelen, zoals energiedichtheid en een lange levensduur, brengen ze ook beduidende brandrisico's met zich mee. Lithium-ion batterijbranden zijn namelijk notoir moeilijk te blussen.
Bij brandende lithium-ion batterijen komen giftige stoffen vrij zoals fluorwaterstofzuur. Bovendien zijn explosies en steekvlammen mogelijk. Ook de rook toxiciteit bij het blussen is zorgwekkend. Er komen dan extra chemische stoffen en zware metalen vrij. Dit brengt ons bij de vraag: wat is het nut van een lithium brandblusser? In dit blog gaan we daarom wat dieper in op batterijbranden, waarom conventionele brandblussers vaak ongeschikt zijn en de inzet van de lithium brandblusser.
Lithium ion
De Lithium-ion batterij is ontworpen om een hoge energiedichtheid te bieden. Dit betekent dat ze veel energie kunnen opslaan in een compact pakket. De term "ion" in "lithium-ion accu" verwijst naar de geladen atomen (ionen) die betrokken zijn bij de energieopslag en -afgifte in de batterij. De lithium-ionen bewegen tussen de positieve (kathode) en negatieve (anode) elektroden tijdens het opladen en ontladen.
Dit proces van ionenverplaatsing is wat energie opslaat of vrijgeeft, waardoor de batterij stroom kan leveren aan elektrische apparaten. Deze lithium-ionen zorgen voor de energiedichtheid, een lange levensduur en efficiënte prestaties. Dit is een van de redenen waarom de inzet ervan zo populair is. Dit brengt ook extra brandrisico.
Chemische samenstelling: Lithium-ion batterijen bevatten brandbare elektrolyten. Wanneer deze batterijen beschadigd raken (na een val of botsing bijvoorbeeld) of defect zijn dan kunnen de interne chemische reacties resulteren in een thermische runaway. Een zelfversterkende kettingreactie die resulteert in extreem hoge temperaturen en mogelijk vuur.
Thermische runaway: de kritische toestand waarin de batterij een kettingreactie van oververhitting en ontbranding doormaakt. Eenmaal begonnen, kan thermische runaway leiden tot de ontbranding van naburige cellen, wat resulteert in een snelle verspreiding van vuur. Oorzaken zijn onder meer:
- Overladen van een batterij boven de veilige maximale spanning
- Snel opladen dat kan leiden tot overmatige stromen
- Interne of externe kortsluiting
- Omgevingen met hoge en lage temperaturen
- Hoog vochtgehalte
- Fysieke schade aan de batterij door verbrijzeling of lekke band.
- Fabricagefouten
Dichte energieopslag: omdat lithium-ion batterijen zoveel energie in zo'n klein volume opslaan, kan een kleine storing grote gevolgen hebben. Deze energie komt vrij in de vorm van intense hitte en vuur wanneer de batterij faalt.
bron: Nederlands Instituut Publieke Veiligheid
Lithium-ion batterijbrand Extra risico's
Lithium-ion batterijbranden zijn gevaarlijk door de hitte en het vuur, maar ook vanwege de specifieke eigenschappen die dit type brand anders maakt dan conventionele branden.
Moeilijk blusbaar: traditionele brandblussers, zoals schuimblussers of poederblussers, zijn vaak ineffectief bij lithium batterijbranden. Water kan zelfs contraproductief doorwerken omdat het de chemische reactie kan verergeren met mogelijk risico op elektrische geleiding veroorzaakt.
Hervatting van vuur: een ander probleem is dat lithium batterijbranden vaak opnieuw kunnen ontbranden, zelfs nadat ze ogenschijnlijk zijn gedoofd. Dit komt doordat de interne chemische processen in de batterij kunnen doorgaan, zelfs na het blussen van het oppervlaktevuur. De compacte accu's zitten bovendien vaak ook nog eens in frames gebouwd zoals bij de E-bike.
Gevaarlijk giftige dampen met kans op explosiegevaar: bij een brand kunnen lithium-ion batterijen giftige gassen en rook uitstoten, wat een extra gezondheidsrisico vormt voor iedereen in de buurt van de brand. Het bijzonder giftige gas en de rook kunnen direct ernstige gezondheidsproblemen zoals longoedeem en een lithium vergiftiging veroorzaken. Bovendien is er explosiegevaar met rondvliegende en scherpe, bijtende tot brandende brokken batterij (zoals goed is te zien in het begin van de video van het Nederlands Instituut Publieke Veiligheid).
Conventionele brandblussers onvoldoende voor Lithium accu branden
Gezien de unieke eigenschappen van lithium batterijbranden, werken conventionele blusmiddelen vaak onvoldoende. Laten we eens kijken waarom:
Water en lithium: zoals eerder vermeld, kan water reageren met lithium en de situatie verergeren. Waterstofgas kan bijvoorbeeld vrijkomen, wat explosief kan zijn.
Schuim en poeder: de traditionele poeder en schuimblusser kunnen helpen bij het doven van sommige componenten van de brand, maar zijn vaak niet effectief genoeg om de thermische runaway in de kern van de batterij te stoppen. Bovendien kunnen deze blusmiddelen residuen achterlaten die verdere schade kunnen veroorzaken.
CO2 blussers: hoewel CO2 blussers nuttig kunnen zijn voor sommige elektrische branden, zijn ze meestal niet effectief tegen lithium-ion batterijbranden. CO2 kan de zuurstoftoevoer rond de batterij verminderen, maar het heeft geen invloed op de interne chemische reacties.
bron: NOS en brandweer Amsterdam
Lithium Brandblussers
Lithium brandblussers zijn speciaal ontworpen voor de unieke uitdagingen van lithium-ion batterijbranden aan te pakken. Deze blussers maken gebruik van specifieke blusmiddelen die effectief zijn in het stoppen van thermische runaway en het voorkomen van herontbranding.
Chemische blusmiddelen: Lithium blussers bevatten chemische agentia die kunnen doordringen in de batterij en de chemische reacties stoppen. Deze zijn ontworpen om zowel hitte te absorberen als de reactie te neutraliseren.
Koeling: een belangrijk aspect bij het blussen van een lithium batterijbrand is het snel koelen van de batterij om thermische runaway te stoppen. Lithium brandblussers bevatten vaak koelmiddelen die helpen de temperatuur snel te verlagen.
Preventie herontbranding: de substantie in lithium blussers is bovendien effectief in het voorkomen van herontbranding door de interne chemische reacties binnen de batterij te stoppen. Dit vermindert het risico dat de brand opnieuw begint.
Specifieke blusmiddelen en de werking
Diverse soorten blusmiddelen worden gebruikt in lithium brandblussers, elk met hun eigen specifieke werking en voordelen:
Lith-X: een droog poederblusmiddel dat speciaal is ontwikkeld voor het blussen van lithiumbranden. Het poeder vormt een smeltende deklaag over het brandende lithium, waardoor de zuurstoftoevoer wordt afgesneden en de hitte wordt geabsorbeerd.
Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD): AVD is een op water gebaseerd blusmiddel dat vermiculietdeeltjes bevat. Wanneer toegepast, vormt het een film over de brandende batterij, die de hitte absorbeert en de brand verstikt. AVD is zeer effectief in het voorkomen van herontbranding.
Lithion accu schuimblusmiddel: innovatief schuim met surfactanten en speciale additieven, specifiek ontwikkeld voor bestrijding bij een lithium-ion batterij brand. Dit schuim blusmiddel helpt ook bij het koelen van de brand en het voorkomen van herontbranding (zoals bij elektrische fietsen en scooters)
Toepassingen van Lithium Brandblussers
De noodzaak van een lithium brandblusser is niet beperkt tot een specifieke sector. Hier zijn enkele belangrijke toepassingen:
Consumentenelektronica: Apparaten zoals smartphones, laptops en tablets maken allemaal gebruik van lithium-ion batterijen. Een lithium brandblusser in huis of op kantoor kan helpen om snel te reageren op eventuele brandincidenten.
Elektrische voertuigen: Elektrische auto's hebben grote lithium-ion batterijpakketten die bij ongevallen of technische storingen kunnen ontbranden. Lithium brandblussers zijn essentieel voor garages, laadstations en voertuigen zelf.
Industriële opslag: Energieopslagsystemen in industriële omgevingen maken vaak gebruik van lithium-ion batterijen. Deze systemen kunnen bij storingen aanzienlijke brandrisico's vormen, waardoor gespecialiseerde brandblussers cruciaal zijn.
Vliegtuigen: Lithium-ion batterijen worden vaak gebruikt in vliegtuigelektronica en passagiersapparatuur. Vliegtuigen zijn uitgerust met gespecialiseerde blussystemen om mogelijke branden in de lucht te bestrijden.
Het belang van training en voorbereiding
Het hebben van een lithium brandblusser is slechts een deel van de oplossing. Training en voorbereiding zijn cruciaal om effectief te reageren op lithium batterijbranden.
Training: de beoogde bedieners dienen getraind zijn in het correct gebruik van lithium brandblussers. Dit omvat kennis van de specifieke blusmiddelen en de juiste toepassingstechnieken. De grootste uitdaging zit in de giftige dampen die vrijkomen bij het blussen.
Voorbereiding: een noodplan met de juiste apparatuur binnen handbereik maakt het verschil in een noodsituatie. Waakzaamheid met geluiden en vreemde geuren bij het opladen kan verdere escalatie in een vroeg stadion voorkomen. Ook een verkleuring of vervorming van de batterijbehuizing wijst op interne problemen. Een lithium brand kan snel escaleren. Regelmatige drills en evaluaties van de brandveiligheidsprotocollen zijn te borgen. Denk hierbij ook aan een brand ontuimingsplan. De brandweer wijst ook op het belang van rookmelders in dit verband (zoals in de NOS video) en op het buiten i.p.v. binnen opladen van e-bikes en scooters.
Onderhoud: Lithium brandblussers moeten regelmatig worden gecontroleerd en onderhouden om ervoor te zorgen dat ze in geval van nood effectief kunnen worden ingezet. Dit omvat het controleren van de blusmiddelen, drukniveaus en de fysieke staat van de blusser. Bij ons kun je eenvoudig online een keuring aanvragen