Lithium-ion-batterijen hebben de manier veranderd waarop we alles van stroom voorzien, van draagbare elektronica tot micromobiliteitsvoertuigen. Ze bieden een hoge energiedichtheid en het gemak van herlaadbaarheid tegen relatief lage kosten. Met een wereldwijde markt voor e-bikes die naar verwachting in 2030 een waarde van $ 120 miljard zal bereiken – een stijging ten opzichte van $ 37,47 miljard in 2022 – zijn deze tweewielers niet meer weg te denken. De groei van micromobiliteit is werkelijk enorm: bedenk wel dat dit cijfer nog niet eens de andere soorten batterij-aangedreven voertuigen op onze straten omvat, zoals steps of hoverboards.
Hoewel ze een levensvatbaar alternatief bieden voor autoreizen en de uitstoot helpen verminderen, zijn deze op batterijen werkende voertuigen niet zonder risico. Een snelle zoekopdracht op Google laat zien dat een potentieel dodelijk fenomeen dat bekendstaat als thermische runaway (holletje van de batterij) overal ter sprake komt, van Wired tot Reddit. Dit proces – gekenmerkt door een snelle en ongecontroleerde temperatuurstijging in de batterij – is geen grap.
Wat is thermische runaway bij e-bikes?
In de kern begint thermische runaway in lithium-ionbatterijen wanneer een activerende gebeurtenis ertoe leidt dat een of meerdere batterijcellen beschadigd raken. Deze gebeurtenis kan voortkomen uit een interne fout in de batterij, zoals een fabricagefout of schade aan de interne structuur van de cel die leidt tot kortsluiting. Dit is de reden waarom wordt aangeraden om een batterij te vervangen na een val of een botsing. Ook factoren zoals overladen of blootstelling aan extreme temperaturen kunnen dienen als katalysator voor thermische runaway. Het is makkelijk te vergeten, maar een fietsaccu slaat een enorme hoeveelheid energie op. Met een e-bike-accu van 350 Wh kunt u uw smartphone ongeveer 32 keer opladen. Als u die hoeveelheid energie snel laat vrijkomen, kan de impact catastrofaal zijn.
E-bike-accubranden zijn van bijzonder groot belang vanwege het concept van thermische propagatie. Dit houdt in dat de warmte die wordt gegenereerd door één batterijcel die thermisch oververhit raakt, zich snel kan verspreiden naar aangrenzende cellen in het batterijpakket. Dit staat ook wel bekend als een kettingreactie.
Eenmaal in gang gezet, activeert thermische runaway een keten van exotherme (warmteafgevende) reacties in de batterijcel, wat leidt tot de productie van warmte en het vrijkomen van vluchtige gassen. Terwijl de druk in de batterij en de cellen toeneemt, begint de interne structuur ervan te verslechteren, wat uiteindelijk resulteert in het ontsnappen van een zeer brandbare damp. Warmte + druk + brandbare gassen = ideale omstandigheden voor brand en explosies.
Als reactie op deze gevaren leggen overheden over de hele wereld steeds vaker veiligheidsmaatregelen op die gericht zijn op het voorkomen en beperken van branden in lithium-ionbatterijen. Grote steden zoals New York en Londen hebben hun eigen regels aangenomen, en zelfs de Amerikaanse federale regering is er onlangs in geslaagd om daadwerkelijk actie te ondernemen door de EBIKE Act aan te nemen. We verwachten dat dit slechts het begin is van wetgeving, waarbij Europese landen de komende jaren naar verwachting wetten zullen codificeren over veilige batterijopslag.
Het begrijpen van de fijne kneepjes van thermische runaway in lithium-ionbatterijen is cruciaal voor het vaststellen van effectieve veiligheidsmaatregelen en het voorkomen van catastrofale incidenten. Door prioriteit te geven aan veiligheid en ons te houden aan best practices, kunnen we profiteren van de voordelen van lithium-iontechnologie en tegelijkertijd de bijbehorende risico's voor individuen en het milieu minimaliseren.
Bij PowerShelter zijn onze kluisjes ontworpen om de impact van branden met e-bike-accu's te minimaliseren en hulpdiensten de tijd te geven om te reageren. Als u wilt weten hoe we dit groeiende probleem aanpakken, neem dan vandaag nog contact met ons op.