Belangrijke aandachtspunten bij de lithiumblusser

Lithium ion 

De Lition ion accu of batterij is anno nu overal te vinden, van smartphones, laptops, tablets, powerbanks, e-bikes scooters en -in toenemende mate- bij de energieopslag voor woningen en bedrijven. Ondanks de voordelen, zoals de hoge energiedichtheid en een lange levensduur, brengen ze ook aanzienlijke risico's met zich mee. Een van de grootste gevaren is het potentieel voor brand. Lithium-ion batterijbranden zijn notoir moeilijk te blussen en kunnen snel escaleren.

Bij brandende lithium-ion batterijen komen giftige stoffen vrij zoals fluorwaterstofzuur. Bovendien zijn explosies en steekvlammen mogelijk, zoals in het begin van de video over Thermal Runaway (onder) ook goed zichtbaar in beeld komt. Dit brengt ons bij de vraag: wat is het nut van een lithium brandblusser? In dit blog zullen we daarom wat dieper ingaan op de aard van lithium batterijbranden, waarom conventionele brandblussers vaak niet effectief zijn en verder hoe gespecialiseerde lithium brandblussers inzetbaar zijn.

Lithium-ion batterij

Lithium-ion batterijen zijn ontworpen om een hoge energiedichtheid te bieden. Dit betekent dat ze veel energie kunnen opslaan in een compact pakket. De term "ion" in "lithium-ion accu" verwijst naar de geladen atomen (ionen) die betrokken zijn bij de energieopslag en -afgifte in de batterij. De lithium-ionen bewegen tussen de positieve (kathode) en negatieve (anode) elektroden tijdens het opladen en ontladen.

Dit proces van ionenverplaatsing is wat energie opslaat of vrijgeeft, waardoor de batterij stroom kan leveren aan elektronische apparaten. Het gebruik van lithium-ionen zorgt voor de hoge energiedichtheid, lange levensduur en efficiënte prestaties. Dit is een van de redenen waarom ze zo populair zijn geworden. Deze hoge energiedichtheid komt wel met bepaalde risico's.

1. Chemische samenstelling: Lithium-ion batterijen bevatten brandbare elektrolyten. Wanneer deze batterijen beschadigd raken of defect zijn, kunnen de interne chemische reacties leiden tot een thermische runaway, dit is een zelfversterkende reactie die resulteert in extreem hoge temperaturen en mogelijk vuur. 

2. Thermische runaway: de kritische toestand waarin de batterij een kettingreactie van oververhitting en ontbranding doormaakt. Eenmaal begonnen, kan thermische runaway leiden tot de ontbranding van naburige cellen, wat resulteert in een snelle verspreiding van vuur. Oorzaken van thermische runaway zijn onder meer:

   • Overladen van een batterij boven de veilige maximale spanning
   • Snel opladen dat kan leiden tot overmatige stromen
   • Interne of externe kortsluiting
   • Omgevingen met hoge en lage temperaturen
   • Hoog vochtgehalte
   • Fysieke schade aan de batterij door verbrijzeling of lekke band.
   • Fabricagefouten
     
     

3. Dichte energieopslag: omdat lithium-ion batterijen zoveel energie in zo'n klein volume opslaan, kan een kleine storing grote gevolgen hebben. Deze energie komt vrij in de vorm van intense hitte en vuur wanneer de batterij faalt.
   
   

bron: Nederlands Instituut Publieke Veiligheid  

Lithium-ion batterijbranden en de uitdaging 

Lithium-ion batterijbranden zijn gevaarlijk door de hitte en het vuur, maar ook vanwege de specifieke eigenschappen die dit type brand anders maakt dan conventionele branden.

1. Moeilijk blusbaar: traditionele brandblussers, zoals poederblussers of schuimblussers, zijn vaak niet effectief tegen lithium batterijbranden. Water kan zelfs contraproductief zijn, omdat het de chemische reactie kan verergeren en mogelijk elektrische geleiding veroorzaakt, wat extra risico's met zich meebrengt.

2. Hervatting van vuur: een ander probleem is dat lithium batterijbranden vaak opnieuw kunnen ontbranden, zelfs nadat ze ogenschijnlijk zijn gedoofd. Dit komt doordat de interne chemische processen in de batterij kunnen doorgaan, zelfs na het blussen van het oppervlaktevuur.

3. Giftige dampen: bij een brand kunnen lithium-ion batterijen bijzonder giftige gassen en rook uitstoten, die ernstige gezondheidsproblemen zoals longoedeem en een lithium vergiftiging kunnen veroorzaken. Ook de algemene toxiciteit van de rook is zorgwekkend. Bovendien kunnen er chemische stoffen en zware metalen vrijkomen, wat een bedreiging vormt voor zowel de menselijke gezondheid als het milieu

Blusmiddelen veelal onvoldoende voor Lithium accubranden

Gezien de unieke eigenschappen van lithium batterijbranden, werken conventionele blusmiddelen vaak onvoldoende. Laten we eens kijken waarom:

1. Water en lithium: zoals eerder vermeld, kan water reageren met lithium en de situatie verergeren. Waterstofgas kan bijvoorbeeld vrijkomen, wat explosief kan zijn.

2. Schuim en poeder: traditionele schuim- en poederblussers kunnen helpen bij het doven van sommige componenten van de brand, maar zijn vaak niet effectief genoeg om de thermische runaway in de kern van de batterij te stoppen. Bovendien kunnen deze blusmiddelen residuen achterlaten die verdere schade kunnen veroorzaken.

3. CO2 blussers: hoewel CO2 blussers nuttig kunnen zijn voor sommige elektrische branden, zijn ze meestal niet effectief tegen lithium-ion batterijbranden. CO2 kan de zuurstoftoevoer rond de batterij verminderen, maar het heeft geen invloed op de interne chemische reacties.
   
   
   

bron: NOS en brandweer Amsterdam

Lithium Brandblussers

Lithium brandblussers zijn speciaal ontworpen voor de unieke uitdagingen van lithium-ion batterijbranden aan te pakken. Deze blussers maken gebruik van specifieke blusmiddelen en technologieën die effectief zijn in het stoppen van thermische runaway en het voorkomen van herontbranding.

1. Chemische blusmiddelen: Lithium brandblussers gebruiken vaak chemische agentia die kunnen doordringen in de batterij en de chemische reacties stoppen. Deze zijn ontworpen om zowel hitte te absorberen als de reactie te neutraliseren.

2. Koeling: een belangrijk aspect van het blussen van een lithium batterijbrand is het snel koelen van de batterij om thermische runaway te stoppen. Lithium brandblussers bevatten vaak koelmiddelen die helpen de temperatuur snel te verlagen.

3. Preventie herontbranding: chemische agentia in lithium brandblussers zijn ook effectief in het voorkomen van herontbranding door de interne chemische reacties in de batterij te stoppen. Dit zorgt voor een duurzame oplossing en vermindert het risico dat de brand opnieuw begint.

Specifieke blusmiddelen en de werking

Diverse soorten blusmiddelen worden gebruikt in lithium brandblussers, elk met hun eigen specifieke werking en voordelen:

1. Lith-X: een droog poederblusmiddel dat speciaal is ontwikkeld voor het blussen van lithiumbranden. Het poeder vormt een smeltende deklaag over het brandende lithium, waardoor de zuurstoftoevoer wordt afgesneden en de hitte wordt geabsorbeerd.

2. Aqueous Vermiculite Dispersion (AVD): AVD is een op water gebaseerd blusmiddel dat vermiculietdeeltjes bevat. Wanneer toegepast, vormt het een film over de brandende batterij, die de hitte absorbeert en de brand verstikt. AVD is zeer effectief in het voorkomen van herontbranding.

3. Lithion accu schuimblusmiddel: innovatief schuim met surfactanten en speciale additieven, specifiek ontwikkeld voor bestrijding bij een lithium-ion batterij brand. Dit schuim blusmiddel helpt ook bij het koelen van de brand en het voorkomen van herontbranding (zoals in laptops en elektrische fietsen en scooters)

Toepassingen van Lithium Brandblussers

De noodzaak van een lithium brandblusser is niet beperkt tot een specifieke sector. Hier zijn enkele belangrijke toepassingen:

1. Consumentenelektronica: Apparaten zoals smartphones, laptops en tablets maken allemaal gebruik van lithium-ion batterijen. Een lithium brandblusser in huis of op kantoor kan helpen om snel te reageren op eventuele brandincidenten.

2. Elektrische voertuigen: Elektrische auto's hebben grote lithium-ion batterijpakketten die bij ongevallen of technische storingen kunnen ontbranden. Lithium brandblussers zijn essentieel voor garages, laadstations en voertuigen zelf.

3. Industriële opslag: Energieopslagsystemen in industriële omgevingen maken vaak gebruik van lithium-ion batterijen. Deze systemen kunnen bij storingen aanzienlijke brandrisico's vormen, waardoor gespecialiseerde brandblussers cruciaal zijn.

4. Vliegtuigen: Lithium-ion batterijen worden vaak gebruikt in vliegtuigelektronica en passagiersapparatuur. Vliegtuigen zijn uitgerust met gespecialiseerde blussystemen om mogelijke branden in de lucht te bestrijden.

Het belang van training en voorbereiding

Het hebben van een lithium brandblusser is slechts een deel van de oplossing. Training en voorbereiding zijn cruciaal om effectief te reageren op lithium batterijbranden.

1. Training: de beoogde bedieners dienen getraind zijn in het correct gebruik van lithium brandblussers. Dit omvat kennis van de specifieke blusmiddelen en de juiste toepassingstechnieken. De grootste uitdaging zit in de giftige dampen die vrijkomen bij het blussen.  De brandweer adviseert in dit verband ook op het belang van rookmelders.

2. Voorbereiding: een noodplan met de juiste apparatuur binnen handbereik maakt het verschil in een noodsituatie. Waakzaamheid met geluiden en vreemde geuren bij het opladen kan  verdere escalatie voorkomen. Ook een verkleuring of vervorming van de batterijbehuizing wijst op interne problemen. Een lithium brand kan snel escaleren. Regelmatige drills en evaluaties van de brandveiligheidsprotocollen zijn te borgen. Denk hierbij ook aan een brand ontuimingsplan. De brandweer wijst ook op het belang van rookmelders in dit verband (zoals in de NOS video).  

3. Onderhoud: Lithium brandblussers dienen jaarlijks te worden gecontroleerd en onderhouden om ervoor te zorgen dat ze in geval van nood effectief kunnen worden ingezet. Dit omvat het controleren van de blusmiddelen, drukniveaus en de fysieke staat van de blusser.

Samengevat

Lithium brandblussers spelen een rol in onze moderne wereld, waar lithium-ion batterijen een integraal onderdeel zijn van veel apparaten en systemen. Door de unieke eigenschappen van lithium batterijbranden zijn gespecialiseerde blussers noodzakelijk om effectief te kunnen reageren op brandincidenten. Of het nu gaat om consumentenelektronica, elektrische voertuigen, industriële opslag of vliegtuigen, de juiste blusapparatuur kan schade escalatie beperken.

Door te investeren in lithium brandblussers, training en voorbereidende maatregelen, kunnen we de risico's van lithium-ion batterijbranden aanzienlijk verminderen en zorgen voor een veiligere omgeving voor iedereen.