Hvad er farerne ved lithium-ion-batterier?
Lithiumbatterier er uundværlige i enhver virksomhed, hvor alt fra laptops til elcykler har gjort deres indtog. Men bag deres effektivitet gemmer sig en række farer: Giftige gasser, eksplosioner og brand er blot nogle af dem. I denne artikel får du et overblik over de farer, som du skal være opmærksom på ved lithiumbatterier i din virksomhed.
En brandfarlige energikilde?
Litium-ion-batterier er en forholdsvis ung teknologi. Men siden de blev lanceret på markedet i begyndelsen af 1990'erne, har de haft en varig indvirkning på markedet for energilagring og har gradvist fortrængt gamle teknologier. I dag er det umuligt at forestille sig vores hverdag uden lithiumbatterier - og det er der en god grund til: De kan være særligt små og samtidig meget effektive og er derfor fordelagtige til en lang række anvendelsesområder. Det er ikke kun smartphones og tablets, der får deres energi fra lithiumbatterier, men de spiller også en vigtig rolle inden for elektromobilitet. Her scorer lithiumenergilagringssystemer bl.a. point på grund af deres høje energitæthed med lav egenvægt og hurtig opladning.
Men der er også en anden side af medaljen: Vi hører gang på gang om farlige hændelser i forbindelse med lithium-ion-batterier. I 2020 var en brand fra et elcykelbatteri stærk nok til at brænde to virksomhedsbygninger på Als ned til grunden - og sprede sig til en tredje. Og i 2024 måtte tre opgange i indre København evakueres, efter et elcykelbatteri var brudt i brand under opladningen. Der er ingen tvivl om, at eksplosioner og brande i lithium-ion-batterier kan have ødelæggende konsekvenser ved at forårsage dyre følgeskader eller i værste fald koste menneskeliv. Derfor opstår der ikke kun for privatpersoner, men også for virksomheder det presserende spørgsmål om, hvordan man håndterer og opbevarer dem så sikkert som muligt.
Hvad er farerne ved lithiumbatterier?
Eksplosioner
Bliver et batteri beskadet, eller kortslutter det internt, kan trykket i batteriet opbygges til et punkt, hvor det eksploderer. Det er særligt farligt, hvis det sker i de områder, hvor dine medarbejdere opholder sig. Lige som at flyvende fragmenter af batteriet kan starte nye brande i virksomheden. Sørg derfor for at opbevare din virksomheds lithiumbatterier i batteriskabe med trykaflastning, som både tager trykket og forhindrer spredning af flyvende dele.
Voldsomme brande
Brande fra lithiumbatterier kommer med en anden risikoprofil end den, vi kender fra almindelige brande. De er voldsommere, spreder sig hurtigt og så kan de selv generere den ilt, de skal bruge for at holde branden kørende. Det betyder, at lithiumbrande ofte brander længe og ofte selv vil skulle brænde ud. Resultatet er derfor ofte store materialle skader, indtil branden ikke længere har noget at tage fat i. Sørg derfor for at opbevare din virksomhed lithiumbatterier i en brandsikker løsning, der forhindrer brandspredning.
Giftige gasser
Lithiumbatterier kan frigive farlige gasser ved brand - fx under nedbrydningen af elektrolytter og andre kemiske komponenter i batteriet. Gasserne afhænger af batteriets kemi, men vil ofte være kulilte (CO), som vi kender fra almindelige brande. En farveløs og lugtfri gas, der er ekstremt giftig og forhindrer blodet i at transportere ilt. Det kan føre til svimmelhed, bevidstløshed eller dødsfald ved høj koncentration. Derudover indgår hydrogenflourid (HF) ofte også - et særligt ætsende stof, som kan trænge gennem huden og skade de underliggende væv. Selv i små mængder.
Kort sagt kan dampene fra lithiumbatterier være en giftig blanding - særligt i indelukkede rum uden ventilation. Sikkerhedsmæssigt er det derfor vigtigt at opbevare lithiumbatterier i en løsning, som effektivt tilbageholder eventuelle gasser.
Kemisk lækage
Hvis et lithiumbatteri bliver beskadiget, kan det lække elektrolyt og andre kemiske stoffer. Væsker og dampe herfra er ætsende og giftige ved kontakt med hud eller slimhinder og kan forårsage alvorlige sundhedsskader. Lige som at lækagen også kan føre til korrosion af udstyr og overflader. Sørg derfor for at opbevare dine lithiumbatterier med et egnet opsamlingskar i bunden af opbevaringsløsningen. Det opsamler eventuelle lækager og forhindrer skader og nedetid på din virksomheds udstyr - og kan spare jer for en lang række udgifter og sikkerhedsrisici.
Hvor farligt er lithium-ion-batteriet?
Lithiumbatterier bliver typisk produceret efter produktionsstandarder og anses derfor for at være forholdsvis sikre. For her udfører producenterne som regel allerede forskellige sikkerhedstests, inden produktet kommer på markedet. Transport af litium-energilagrings enheder er f.eks. også kun tilladt med testcertifikat iht. UN 38.3, og for at få tildelt dette certifikat skal der gennemføres forskellige testserier, hvor batterierne testes under forskellige transportforhold.
Der testes bl.a.:
- Højdesimulering
- Termiske tests
- Vibrationer
- Slag
- Ydre kortslutning
- Slag-/knusningstest
- Overbelastning
- Tvungen udledning
Da batterierne kan blive belastet ud over deres belastningsgrænser under sådanne tests, finder de kun sted under særlige sikkerhedsforanstaltninger. Mange af vores kunder gennemfører også deres egne testserier, f.eks. for at kontrollere sikkerheden af batterierne i forbindelse med deres produkter. Til dette formål bruger de DENIOS tekniske rumsystemer som et sikkert testmiljø.
For at øge sikkerheden i lithium-ion-batterier kan producenterne allerede nu udstyre dem med forskellige sikkerhedsanordninger på celleplan. Hvis der f.eks. anvendes en brandfarlig elektrolyt i cellen, kan der tilsættes flammehæmmende additiver for at sikre bedre beskyttelse. En kollisionssikker indkapsling af akkumulatoren i et korrosionsbestandigt hus med brandhæmmende skum kan også være en effektiv foranstaltning.
Er du interesseret i testning af lithiumbatterier?
Hvad er "Thermal Runaway"?
Ikke desto mindre skal man være særlig forsigtig ved håndtering af lithium-ion-batterier - fordi der opstår gang på gang farlige brande. Og når de opstår, er konsekvenserne ofte katastrofale. Faren stammer fra selve batteriets konstruktion. For når materialer med høj energitæthed og letantændelige elektrolytter mødes, danner de bogstaveligt talt en brandfarlig blanding. Det bliver særligt farligt, når et litiumbatteri frigiver sin lagrede energi ukontrolleret. Så snart den genererede varme overstiger separatorens smeltepunkt, opstår der en ukontrollerbar kædereaktion, den frygtede "thermical runaway".
Den høje varmeenergi fører i første omgang til fordampning af den elektrolytiske væske, hvilket genererer yderligere varme og brændbare gasser. Hvis trykket stiger over et vist punkt, frigøres de brændbare gasser og danner en antændelig blanding med luften - der opstår flammer på ydersiden af batteriet. Selv hvis blot én celle løber ud af drift, er det nok til at opvarme de tilstødende celler i batteriblokken i en sådan grad, at der opstår en voldsom kædereaktion. Når den er sat i gang, tager det kun få minutter, før batteriet brænder eksplosivt. Sådanne brande, der involverer lithium-ion-batterier, er vanskelige at kontrollere, og ilden spreder sig hurtigt. Brandvæsenet skal ofte kun beskytte naboområder.
Hyppige årsager til brand
Ved normal drift anses brugen af lithiumbatterier for sikker. Men ifølge VDE gælder det kun, så længe alle håndterer dem korrekt. Hvis litium-ion-batterier f.eks. håndteres eller opbevares forkert, kan de udgøre en betydelig sikkerhedsrisiko. Tekniske fejl fra fabrikken kan ikke altid udelukkes fra starten.
Disse tre ting er særligt farlige:
Elektrisk overbelastning
Mekaniske skader
Overopladning eller for høje temperaturer
Elektrisk overbelastning
En typisk risiko ved håndtering af lithiumbatterier er faktisk ret almindelig: nemlig opladning og afladning. Her kan der opstå en elektrisk overbelastning af forskellige årsager, f.eks. ved brug af en forkert oplader. Men en brand kan også opstå som følge af en dybafladning. Hvis lithium-ion-batterier ikke bruges i længere tid, kan de blive helt afladet. Ukorrekte opbevaringsforhold - f.eks. opbevaring ved anden temperatur end den, som producenten anbefaler - kan fremme denne effekt. I dette tilfælde nedbrydes elektrolytvæsken, hvilket resulterer i dannelse af letantændelige gasser. Hvis man derefter forsøger at genoplade de dybt afladede lithium-ion-celler, kan den tilførte energi ikke længere omdannes korrekt på grund af manglen på elektrolytvæske. Det kan føre til kortslutning eller brand.
Mekaniske skader
Ved håndtering af lithium-ion-batterier er der altid en vis risiko for at beskadige dem. Kollisioner med køretøjer, fald på hårdt underlag eller knusning under forkerte opbevaringsforhold er blot nogle få eksempler på mekaniske skader. Hvis cellerne deformeres som følge heraf, kan det føre til interne kortslutninger og brand i batteriet. Forurening under produktionen af selve cellerne kan ikke udelukkes 100 %. I sjældne tilfælde kan partikler, der ved en fejltagelse kommer ind i cellen under produktionen, med tiden beskadige den indefra. Også her kan der så opstå interne kortslutninger.
Overoplaning eller for høje temperaturer
Eksterne varme- eller energikilder kan opvarme lithiumbatterier og dermed føre til brand på grund af termisk overbelastning. Typiske farekilder er f.eks. åben ild, varme maskindele eller opbevaring i direkte sollys.
Generelt set:
Lithium-ion-batteriernes farepotentiale stiger, jo mere energi de anvendte/oplagrede batterier kan lagre, og jo større den lagrede mængde er. Dette samt dine individuelle operationelle og strukturelle forhold, processer og organisatoriske grænsebetingelser bør altid vurderes fra sag til sag som led i en risikovurdering.
Måske er du også interesseret i
Oplysningerne på denne side er blevet udarbejdet omhyggeligt og efter bedste viden og overbevisning. DENIOS ApS kan dog ikke påtage sig nogen form for garanti eller ansvar af nogen art, hverken kontraktmæssigt, erstatningsretligt eller på anden måde, ift. aktualitet, fuldstændighed og korrekthed, hverken over for læseren eller over for tredjemand. Brugen af oplysningerne og indholdet er derfor på eget ansvar. Men under alle omstændigheder skal du overholde den lokale og aktuelle lovgivning.