Lithium-ion batterijen hebben de manier waarop we alles van draagbare elektronica tot micromobiliteitsvoertuigen aandrijven getransformeerd. Ze bieden hoge energiedichtheid en oplaadgemak tegen relatief lage kosten. Met de wereldwijde markt voor e-bikes voorspeld op $120 miljard tegen 2030 – een stijging van $37,47 miljard in 2022 – zijn deze tweewielige voertuigen hier om te blijven. De groei van micromobiliteit zal werkelijk enorm zijn: deze cijfers houden zelfs geen rekening met de andere soorten batterij-aangedreven voertuigen op onze straten, zoals scooters of hoverboards.
Terwijl ze een haalbaar alternatief bieden voor autorijden en helpen bij het verminderen van uitstoot, zijn deze batterij-aangedreven voertuigen niet zonder risico. Een snelle Google-zoekopdracht zal tonen dat een potentieel dodelijk fenomeen dat bekend staat als thermische runaway overal wordt besproken, van Wired tot Reddit. Dit proces – gekenmerkt door snelle en ongecontroleerde temperatuurstijging binnen de batterij – is geen grap.
Wat is thermische runaway in e-bikes?
In de kern begint thermische runaway in lithium-ion batterijen wanneer een triggerende gebeurtenis ervoor zorgt dat een of meerdere batterijcellen verslechteren. Deze gebeurtenis kan voortkomen uit een interne fout binnen de batterij, zoals een fabricagefout of schade aan de interne structuur van de cel, wat resulteert in een kortsluiting. Daarom wordt aangeraden om een batterij te vervangen na een val of een botsing. Evenzo kunnen factoren zoals overladen of blootstelling aan extreme temperaturen ook fungeren als katalysatoren voor thermische runaway. Het kan gemakkelijk worden vergeten, maar een fietsaccu slaat een immense hoeveelheid energie op. Een 350Wh e-bike accu zou je smartphone ongeveer 32 keer kunnen opladen. Als je die hoeveelheid energie snel vrijgeeft, kan de impact catastrofaal zijn.
Accu-branden van e-bikes zijn bijzonder zorgwekkend vanwege het concept van thermische propagatie. Dit is waar de hitte die door één batterijcel ontstaan met thermische runaway snel kan verspreiden naar aangrenzende cellen binnen het batterypakket. Dit staat ook bekend als een kettingreactie.
Zodra het is opgestart, triggert thermische runaway een keten van exotherme (hittevrijgevende) reacties binnen de batterijcel, wat leidt tot de productie van warmte en de afgifte van vluchtige gassen. Terwijl de druk binnen de batterij en zijn cellen toeneemt, begint de interne structuur te verslechteren, wat uiteindelijk resulteert in de afgifte van zeer brandbare damp. Warmte + druk + brandbare gassen = ideale omstandigheden voor branden en explosies.
In reactie op deze gevaren leggen regeringen over de hele wereld steeds vaker veiligheidsmaatregelen op die gericht zijn op het voorkomen en verzachten van lithium-ion batterijbranden. Grote steden zoals New York en Londen hebben hun eigen regels aangenomen, en zelfs de Amerikaanse federale overheid heeft onlangs daadwerkelijk iets gedaan door de EBIKE Act goed te keuren. We verwachten dat dit pas het begin is van de wetgeving, waarbij Europese landen verwachte wetten over veilige batterijopslag in de komende jaren zullen codificeren.
Het begrijpen van de complexiteit van thermische runaway in lithium-ion batterijen is cruciaal voor het vaststellen van effectieve veiligheidsmaatregelen en het voorkomen van catastrofale incidenten. Door veiligheid prioriteit te geven en de beste praktijken te volgen, kunnen we de voordelen van lithium-ion technologie benutten, terwijl we de bijbehorende risico's voor individuen en het milieu minimaliseren.
Bij PowerShelter zijn onze kluizen ontworpen om de impact van e-bike batterijbranden te minimaliseren en tijd te bieden voor nooddiensten om te reageren. Als je wilt begrijpen hoe we dit groeiende probleem aanpakken, neem dan contact met ons op vandaag nog.