Zes hoofdoorzaken van batterijbranden

“In totaal zijn er zes faalfactoren waardoor een thermal runaway kan ontstaan. Eén is een productiefout, twee is het overladen, drie is de veroudering of diepte-ontlading, vier betreft externe factoren zoals beschadiging door impact, vijf is omgevingsbrand en zes is slecht onderhoud,” somt Jeroen Keyser op.

“Als we het hebben over EV zoals fietsen en auto’s maken die vaak gebruik van een lithium ion accu die je kan zien als een pakket penlite (AA) batterijen of van accuutjes zoals in je telefoon.” legt hij uit. Keyser is Projectmanager Energietransitie bij de Veiligheidsregio Utrecht en maakt deel uit van de brandweer aldaar. Een veiligheidsregio is een gemeenschappelijke regeling van de gemeenten in een betreffende regio die taken uitvoert op het terrein van brandweerzorg, rampen- en crisisbeheersing, geneeskundige hulpverlening, openbare orde en veiligheid.

Overladen
Een productiefout als oorzaak behoeft wellicht geen uitleg maar mag niet ontbreken als oorzaak. “Nummer twee is overladen. Dat kan gebeuren als een batterij management systeem faalt of niet aanwezig is en er een soort kortsluiting ontstaat die kan leiden tot een thermal runaway.” Dat is een nauwelijks of niet te stoppen chemische reactie waarbij de accu barst en de ontlading letterlijk op hol slaat en gepaard gaat met het vrijkomen van giftige en bijtende stoffen en hoge temperaturen. “Er hoeft geen brand te ontstaan, het kan ook blijven bij de rookontwikkeling,” zegt Keyser.

Diepteontlading en externe impact
Een lithium ion accu zoals deze in EV, smartphones en boormachines en grasmaaiers worden gebruikt, gaan kapot als deze geheel ontladen worden. Dat kan weer leiden tot het thermisch op hol slaan van de accu. Beschadiging door impact duidt bijvoorbeeld op een aanrijding. “Er kan ook een voorwerp op het wegdek liggen of een paaltje waar men overheen rijdt, waarbij de accu die tegen de bodemplaat aan zit, beschadigd of doorboord raakt,” aldus Keyser.

Omgevingsbrand of blikseminslag
“Twee jaar terug was in een parkeergarage in Alkmaar ook een EV-brand. Daar was een benzine-auto in de brand gestoken en de elektrische auto ernaast ging toen meedoen,” vertelt Keyser. “Dan is er dus sprake van een omgevingsbrand. Maar het kan ook een blikseminslag zijn, die een beschadiging veroorzaakt, waar brand uit ontstaat.” Overigens is er pas sprake van een EV-brand als het accupakket er bij betrokken is. Zo lang dat niet het geval is, zien brandweerlieden het nog als ‘gewone’ autobrand en proberen ze te voorkomen dat de batterij bij de brand betrokken raakt.

Slecht onderhoud
“Ik kan me een ander voorbeeld herinneren uit Rotterdam waar van een auto het accupakket moest worden vervangen. Daarbij zijn de stekkertjes verkeerd om op de accu geplaatst, waardoor er kortsluiting en brand ontstond,” vertelt Keyser. Het verkeerd vervangen van losse cellen met als gevolg een ongebalanceerd pakket zijn andere voorbeelden van oorzaken die leiden tot het vlam vatten van een accu.

Veiligheid
Qua veiligheid ziet Keyser twee hoofdpunten: het eerste is bewustwording en nummer twee is veilig gebruik. “Men moet bewust zijn van de risico’s van accu’s. Als je daar prima mee om gaat, is er niks spannends aan. Bijvoorbeeld het zorgvuldig omgaan met een accu voor de fiets. Als je die bijvoorbeeld een paar keer laat vallen, dan vraag je vroeg of laat om problemen.”

Wegwezen
Keyser: “Voor ons als brandweer is een thermal runaway niet te bestrijden, want die reactie is simpelweg niet te stoppen. Een batterijbrand stopt pas als alle energie uit de batterij is opgebrand. Over bewustwording gesproken: de rook die vrijkomt wanneer het fout gaat, is wit of grijs. Heel veel mensen denken dan in eerste instantie aan stoom. Maar dat zijn dus die giftige en bijtende gassen waar je absoluut niet in wilt zitten. Dan is het wegwezen en 112 bellen.”

Blussen
“Bij brand gaan we als brandweer eerst blussen waardoor de vlammen eraf gaan. Daarna gaan we het accupakket verder koelen. Als je er goed bij kan, kan je eventueel voorkomen dat andere batterijen ook in thermal runaway gaan,” aldus Keyser. Vaak zit het pakket alleen goed beschermd en weggestopt zodat koelen niet goed mogelijk is en de accu vaak helemaal opbrandt. Naast het koelen richt de brandweer zich op het beperken van de gevolgen voor mens, dier en omgeving.

Dompelbak
“Een Renault Zoë heeft een klep naar de batterij toe zodat we er direct een straal op kunnen zetten en eventueel een uitbreiding van de thermal runaway naar andere batterijen zouden kunnen voorkomen.” De praktijk is nu nog dat in 9 van de 10 gevallen een dompelbak moet worden ingezet. Dat is een bak waar de auto in wordt gehesen en letterlijk in water wordt ondergedompeld, totdat er geen leven meer in de batterij zit. Dat uitreageren duurt gemiddeld 48 uur en hangt af van de hoeveelheid aanwezige energie in het accupakket.

Verwisselen
Keyser meldt een nieuwe ontwikkeling in elektrisch rijden: het verwisselen van accu’s in plaats van opladen. Wellicht komt daar een functionaliteit uit voort waardoor bij problemen een accu eenvoudig uit de auto te halen is. “Je zou dan gerichter met het koelen te werk kunnen gaan en je hoeft dan niet meer het hele voertuig onder te dompelen.”

Database
“Uniek in de wereld is dat we bij ons kennisinstituut NIPV (Nederlands Instituut Publieke Veiligheid, red.) in een database alle incidenten bijhouden die met vervoer op alternatieve energie te maken hebben, zoals elektriciteit, waterstof of CNG (compressed natural gas, red.).” Keyser kan nog geen uitspraken doen over dat voertuigen met de ene energiebron veiliger zijn dan voertuigen met de andere. “We hopen dat mede met de database in kaart te gaan brengen.” Deze valt in te zien op de site van het NIPV.

Onderzoek
Een jaar geleden stond in Autoweek een artikel over een Amerikaans onderzoek waaruit zou blijken dat EV veiliger is dan de hybride en fossiele auto bij elkaar opgeteld. Het EV kenniscentrum meldt dat EV even veilig of zelfs veiliger is. Daartegenover staat dat een EV brand meer risico’s en het bestrijden en bergen ervan meer kosten met zich meebrengen.

Tips voor veilig opladen en een topconditie van je acuu: www.iklaadaccuraat.nl