Branner i litiumionbatterier: Forebygging, begrensning og sikkerhetstiltak

Lær om risikoene, årsakene og sikkerhetstiltakene for branner i litiumionbatterier. Oppdag forebyggende tiltak og løsninger for å unngå katastrofale batteribranner.

Torsdag 13. februar 2025

Risikoer og farer ved brann i litiumionbatterier

Vi er alle tragisk kjent med hyppige nyhetsartikler om de ødeleggende effektene av branner i litiumionbatterier. Sent i 2024 rapporterte CBS om at en mann fra Bronx døde som følge av en litiumionbrann som oppsto da han ladet batteriet til elsykkelen sin. Mannen ladet batteriet i første etasje da det utløste brannen, noe som forårsaket at han mistet livet og alvorlig skadet andre familiemedlemmer.

En annen sensasjonell overskrift var New York Times' rapportering om brannen og eksplosjonen i en lastebil som fraktet litium-ion-batterier etter en kollisjon. Ingen ble skadet i hendelsen, men en halv kilometer av motorveien ble stengt i 48 timer ettersom den veltede lastebilen fortsatt sto i brann på grunn av en termisk runaway-hendelse. Eksplosjonen førte til at batteriene som ble transportert, tok fyr på opptil tre meter, noe som førte til en kjedereaksjon kjent som termisk runaway. Antenningen av batteriene skapte den ustoppelige kjedereaksjonen kjent som termisk runaway.

Hva forårsaker branner i litiumionbatterier?

Disse dramatiske hendelsene illustrerer tydelig den ødeleggende virkningen branner i litiumionbatterier kan ha; verst tenkelige scenario er tap av liv. Batterier kan ta fyr av flere forskjellige årsaker. Noen av de vanlige årsakene inkluderer:

  • Overlading av batteriet
  • Bruk av ladeutstyr som ikke er i samsvar med standardene
  • Overoppheting av batteriet eller eksponering for høye temperaturer
  • Produksjonsfeil
  • En ekstremt høy utladningshastighet
  • En kortslutning
  • Skade som følge av fall, knusing, punktering eller høye vibrasjonsnivåer.

Hvis batteriet opplever en eller flere av disse utløserne, kan battericellene sprekke og frigjøre farlige gasser, noe som kan forårsake en kraftig brann.

Forebygging av branner i litiumionbatterier

Gitt det betydelige antallet potensielle utløsere for branner i litiumionbatterier og de betydelige risikoene når en slik brann oppstår, er strenge sikkerhetstiltak avgjørende for å beskytte varer, infrastruktur og menneskeliv. Dette behovet for sikkerhet gjelder spesielt i e-mobilitetsapplikasjoner, der kjøretøy og mennesker kan operere i avsidesliggende områder, eller være utsatt for skiftende temperaturer, trykk og forhold til sjøs eller i luften.

En rekke sikkerhetstiltak må iverksettes for å redusere brannrisikoen. Disse tiltakene bør ha som mål å forhindre at brann oppstår i utgangspunktet og redusere den negative virkningen av en brann i det andre.

Forebyggende sikkerhetstiltak inkluderer:

  • Bruk av et effektivt kjølesystem
  • Bruk av ladere og kabler av høy kvalitet
  • Beskytter batteriet med en robust batteriboks
  • Overvåking av lademiljøet
  • Regelmessige inspeksjoner
  • Sikre oppbevaringspraksiser
  • Forbedring av batteriets termiske stabilitet ved å tilsette flammehemmende tilsetningsstoffer til enten elektrolytten eller separatoren.

Dersom slike forebyggende tiltak ikke lykkes, bør sikkerhetstiltak som tar sikte på å stoppe eller redusere skader fra termisk runaway være neste forsvarslinje.

Avbøtende sikkerhetstiltak inkluderer:

  • Oppbevaring av brannslokkingsutstyr i nærheten
  • Opprettholde en robust beredskapsplan
  • Separatoravstengningsmekanismer i batteriet
  • Ventilasjonsmekanismer på batteriet eller batterihuset

For eksempel er en gelpolymerseparator et nyttig materiale, ettersom den vil smelte og brytes ned lenge før batteriets temperatur når terskelen for termisk runaway. Det tar imidlertid tid før separatoren kollapser, og den slår kanskje ikke av batteriet raskt nok. Brannfarlige gasser kan fortsatt samle seg inne i batteriet, noe som øker trykk og temperatur.

En ventilasjonsmekanisme kan frigjøre overflødig gass og varme på en kontrollert måte i stedet for en ukontrollert eksplosjon. Løsninger som eksplosjonspaneler og bruddskiver er eksempler på ventilasjonsmekanismer. De er den siste forsvarslinjen, ettersom de ikke forhindrer branner, men kan dempe de verste effektene og forhindre katastrofale skader. De kan lufte branner direkte ut i atmosfæren, men i mange elektriske kjøretøy luftes batteriene først inn i et kanalsystem.

OE Løvebruddskiver

OsecoElfab OE Lion™ -merket tilhørte produsenten, tilbyr et utvalg av spesialsprengskiver designet for sikkerhet ved litiumionbatterier. De høyteknologiske løsningene kan tilpasses fullt ut for å håndtere de unike og ofte utfordrende miljøene der litiumionbatterier opererer i elektriske og hybride kjøretøy. Enten det er de tøffe forholdene ved sjøreiser, de varierende høydene og temperaturene i fly, eller de kompakte rommene i elektriske kjøretøy, OE Lion tilbyr en rekke presisjonskonstruerte, spesialtilpassede løsninger som sikrer sikkerhet, pålitelighet og effektivitet, selv under de mest krevende forhold.

Med hver skive er det mulighet for å legge til en pustemembran for kontinuerlig trykkutjevning. Ved å kombinere disse to trykksikkerhetsfunksjonene i én enhet kan både pusting og utgassing kanaliseres gjennom én enhet, og alle gasser luftes ut fra et felles sted. Dette forbedrer din evne til å kontrollere og spre brennbare ventilasjonsgasser. Resultatet er et enklere, renere litiumionbatteri og kabinettdesign som er raskere å montere og enklere å integrere for tryggere, enklere og mer kostnadseffektive litiumionbatterier.

Besøk produktsidene våre for å se hele OE Lion-serien og lære mer om våre trykksikkerhetsløsninger for eMobility .

For å lære mer om alternativene for å beskytte litiumioncellene og batteripakkene dine, kontakt vårt spesialiserte litiumioningeniørteam i dag.
Kontakt oss