Branden in lithium-ionbatterijen kunnen intens en beangstigend zijn. Als iemand die gebruikte smartphones repareert, heb ik een groot deel van de iPhones die in brand stonden gedoofd met lekke Li-ion-batterijen. En het type smartphonebatterij dat je nu in je zak hebt, is vergelijkbaar met dat in elektrische voertuigen. Bovendien slaat de EV-batterij veel meer energie op – zoveel energie dat sommige brandweerlieden een speciale training krijgen om de extreem intense EV-vlammen te blussen die vrijkomen bij het verbranden van EV-batterijen na auto-ongelukken.
Als je het EV-nieuws hebt gelezen, ben je waarschijnlijk veel enge artikelen tegengekomen over de toename van batterijbranden. Onlangs hebben de Amerikaanse National Transportation Safety Board en de California Highway Patrol aangekondigd dat ze onderzoek doen naar een brand in een Tesla-semivrachtwagen die in brand vloog nadat het voertuig een boom raakte. De lithium-ionbatterij brandde ongeveer vier uur.
Betekent dit dat u zich zorgen moet maken dat uw persoonlijke elektrische auto een potentieel brandgevaar vormt? Niet echt. Het is logischer om je zorgen te maken over een voertuig op gas dat in vlammen opgaat dan een elektrisch voertuig, omdat elektrische voertuigen minder snel in brand vliegen dan hun traditionele tegenhangers in de transportsector.
“Branden veroorzaakt door fouten bij de productie van batterijen zijn zeer zeldzaam”, zegt Matthew McDowell, mededirecteur van het Advanced Battery Center van Georgia Tech. “Vooral bij elektrische voertuigen, omdat ze ook batterijmanagementsystemen hebben.” De software zorgt voor de verschillende cellen waaruit de batterij van een EV bestaat en kan helpen voorkomen dat de batterij over zijn grenzen wordt geduwd.
Hoe ontstaan branden in elektrische voertuigen?
Tijdens een crash waarbij de batterij van een EV wordt beschadigd, kan er brand ontstaan door een zogenaamde thermische runaway. EV-batterijen zijn niet één massieve steen. Beschouw deze batterijen in plaats daarvan als een verzameling van vele kleinere batterijen, cellen genaamd, die tegen elkaar zijn gedrukt. Bij thermal runaway ontsteekt een chemische reactie in een van de cellen de eerste brand, en de hitte verspreidt zich al snel naar elke aangrenzende cel totdat de hele EV-batterij uitbrandt.
Greg Less, directeur van het Battery Lab van de Universiteit van Michigan, verdeelt EV-batterijbranden in twee verschillende categorieën: ongelukken en fabricagefouten. Hij beschouwt ongevallen als alles: van een crash waarbij de accu lek raakt, tot een oplaadongeval. “Laten we ze van tafel halen”, zegt Less. “Omdat ik denk dat mensen begrijpen dat, ongeacht het type voertuig, er brand kan ontstaan als je een ongeluk krijgt.”
Hoewel alle branden in EV-batterijen moeilijk te blussen zijn, zijn branden veroorzaakt door fabricagefouten waarschijnlijk een grotere zorg voor consumenten, vanwege hun schijnbaar willekeurige aard. (Weet je nog dat al die Samsung-telefoons moesten worden teruggeroepen omdat batterijproblemen brandgevaar veroorzaakten.) Hoe veroorzaken deze zeldzame problemen bij de productie van EV-batterijen brand op wat misschien willekeurige momenten lijken?
Het komt allemaal neer op hoe de batterijen zijn ontworpen. “Er is op een bepaald niveau van de techniek fout gegaan waardoor de cel kortgesloten werd, waardoor warmte begon te produceren”, zegt Les. “Door de hitte verdampt de vloeibare elektrolyt, waardoor er een gas in de cel ontstaat. Wanneer de hitte hoog genoeg wordt, ontbrandt het, explodeert en verspreidt zich vervolgens naar andere cellen.” Dit soort storingen zijn waarschijnlijk de oorzaak van de recente branden in elektrische voertuigen in Zuid-Korea, waarbij bij één van de branden meer dan honderd voertuigen op een parkeerplaats beschadigd raakten.
Hoe te reageren als uw EV in brand vliegt
Als een elektrische auto ooit in brand vliegt terwijl u achter het stuur zit, moet u volgens de National Fire Prevention Agency onmiddellijk een veilige manier vinden om te stoppen en de auto van de hoofdweg te halen. Zet vervolgens de motor af en zorg ervoor dat iedereen het voertuig onmiddellijk verlaat. Stel de zaken niet uit door persoonlijke spullen te pakken, maar ga gewoon weg. Blijf op meer dan 30 meter afstand van een brandende auto terwijl u 911 belt en naar de brandweer vraagt.
Probeer ook niet zelf de vlammen te doven. Dit is een chemische brand, dus een paar emmers water zullen niet genoeg zijn om de vlammen te doven. Batterijbranden in elektrische voertuigen kunnen eerst reageren door ongeveer 10 keer meer water te blussen dan een brand in een gasvoertuig. Soms besluit de brandweer om de batterij zichzelf te laten uitbranden, in plaats van deze met water te overspoelen.
Wanneer een EV-batterij vlam vat, is het mogelijk dat de chemische brand opnieuw oplaait nadat de aanvankelijke verbranding is gedoofd. Het is zelfs mogelijk dat de batterij een paar dagen later opnieuw vlam vat. “Zowel brandweerlieden als secundaire hulpverleners, zoals voertuigbergingsbedrijven of sleepbedrijven, moeten zich ook bewust zijn van het potentieel voor gestrande energie die in onbeschadigde delen van de batterij kan achterblijven”, zegt Thomas Barth, onderzoeker en biomechanisch ingenieur voor de NTSB. , in een per e-mail verzonden verklaring. “Deze energie kan een risico op een elektrische schok met zich meebrengen of ervoor zorgen dat het voertuig opnieuw opstart.”
Hoewel het verleidelijk kan zijn om weer in de auto te stappen en uw portemonnee of andere belangrijke spullen te pakken als de vlammen doven of even uitgaan, weersta dan de drang. Wacht tot de plaatselijke brandweer arriveert om de algehele situatie te beoordelen en u alles duidelijk te maken. Door uit de buurt van uw auto te blijven, verkleint u ook de kans dat u ongezonde dampen inademt die vrijkomen bij een batterijbrand.
Hoe kunnen EV-batterijen veiliger zijn?
Naast het snel terugroepen en vervangen van potentieel defecte lithium-ionbatterijen, waren beide onderzoekers met wie ik sprak enthousiast over de toekomstige mogelijkheden voor een ander type batterij, solid-state genaamd, om elektrische voertuigen nog betrouwbaarder te maken. “Deze batterijen kunnen potentieel een grotere thermische stabiliteit vertonen dan lithium-ionbatterijen”, zegt McDowell. “Als het echt warm wordt, kan het behoorlijk stabiel blijven.” Bij een solid-state batterij maakt de vloeibare elektrolyt geen deel meer uit van de batterijcellen, waardoor het meest brandbare aspect van het batterijontwerp wordt geëlimineerd.
Deze solid-state batterijen zijn al beschikbaar in een aantal kleinere elektronica, maar de massaproductie van grote versies van de batterijen is nog steeds een hindernis waar EV-fabrikanten aan werken.
Dit verhaal verscheen oorspronkelijk op wired.com.