Lithiumbatterijen veilig opladen: Hoe voorkomt u brandgevaar?

Van smartphones en oplaadbare schroevendraaiers tot e-bikes - lithium-ion batterijen zijn niet meer weg te denken uit ons dagelijks leven. Batterijen die volgens de huidige technologie zijn gemaakt, worden als veilig beschouwd als ze correct en op de juiste manier worden behandeld. Maar hoe meer ze worden belast door slijtage of thermische belasting, hoe groter de kans dat een defect brand veroorzaakt. Het risico bestaat dat het defect vaak niet aan de buitenkant te zien is. Steeds meer batterijgevoede apparaten worden vaker gebruikt in productiebedrijven, maar ook vooral in gemeentelijke operaties of in de publieke sector. De lithiumbatterijen worden meestal niet alleen dicht bij elkaar opgeslagen, maar ook tegelijkertijd opgeladen, wat de veiligheidseisen verscherpt. Fabrikanten van apparaten specificeren over het algemeen een controleverplichting voor het opladen, ongeacht de hoeveelheden. Daarnaast is er steeds meer vraag naar slim oplaadbeheer om de beschikbare energie te verdelen over de verschillende verbruikers op basis van tijd of vermogen.

Dr. Jan Regtmeier: Volgens de VDE vereist de veiligheid van lithiumbatterijen een juiste behandeling. Zodra er een technisch defect optreedt of een batterij beschadigd raakt, kan de situatie snel kritiek worden. De Duitse verzekeringsbranche (GDV) roept daarom op om lithiumbatterijen als gevaarlijke materialen te behandelen. Het wordt bijzonder gevaarlijk wanneer een lithiumbatterij zijn opgeslagen energie op een ongecontroleerde manier vrijgeeft. Zodra de opgewekte warmte het smeltpunt van de isolator overschrijdt, treedt er namelijk een oncontroleerbare kettingreactie op - de gevreesde thermische runaway. Het resultaat is een explosieve verbranding van de batterij. Dergelijke branden met lithium-ionbatterijen zijn moeilijk onder controle te krijgen en het vuur verspreidt zich snel. De brandweer heeft vaak alleen de mogelijkheid om naburige gebieden te beschermen. Daarom wordt vaak gezegd: "Alleen een volledig verbrande batterij is een goede batterij!".

Dr. Jan Regtmeier: De gevolgen van een batterijbrand kunnen ernstige schade veroorzaken, vooral als er geen preventieve maatregelen zijn genomen en de brand lange tijd onopgemerkt blijft. Het samenspel van verschillende maatregelen is effectief gebleken bij het beperken van de schade. Deze omvatten met name brandbeveiliging, blustechnologie ("waterkoeling") en vroegtijdige detectie. Brandbeveiliging wordt bereikt wanneer de brand zich gedurende een bepaalde tijd niet naar de omgeving kan verspreiden. Dit wordt gegarandeerd door een vuurbestendige behuizing die de brand ten minste een tijd kan weerstaan die overeenkomt met de classificatie (bijv. F 90-classificatie = ten minste 90 minuten brandwerendheid). Indien mogelijk mag de tijd niet korter zijn dan 90 minuten, zodat er voldoende tijd is voor actieve interventie, brandbeheersing of evacuatie. De verspreiding, dat wil zeggen de besmetting van naburige batterijcellen, en de verspreiding naar andere batterijen kan worden gestopt door een koeleffect met water of een vertragingseffect met bijvoorbeeld aërosolen. Dit is aangetoond in praktijktests, die we ook zelf hebben uitgevoerd. Daarom raden vastgoedverzekeraars over het algemeen aan om naast brandbeveiliging ook blustechnologie te leveren. Hierdoor kan de brand enige tijd worden bedwongen. Zonder tussenkomst van de brandweer zal het echter meestal niet mogelijk zijn om de brand volledig onder controle te krijgen. Hoe sneller de hulpdiensten ter plaatse zijn, hoe beter de schade kan worden beperkt. Vroege detectie moet daarom een belangrijk onderdeel zijn van het beveiligingsconcept.

Dr. Jan Regtmeier: DENIOS biedt oplossingen van klein tot groot - voor een breed scala aan hoeveelheden en afmetingen van lithiumbatterijen. Het productassortiment omvat overeenkomstige brandwerende veiligheidskasten ("SafeStore-Pro" en "SmartStore") voor installatie binnenshuis, evenals verschillende maten en vormen van brandveiligheidskasten(walk-in / planken / compact), die ook geschikt zijn voor installatie buitenshuis. Alle oplossingen worden gekenmerkt door een geteste of gecertificeerde brandwerendheid van 90 minuten (type 90 / F 90) en zelfsluitende deuren. Ze zijn ook uitgerust met sensoren die gecontroleerd opladen mogelijk maken en in noodgevallen alarmen en brandbestrijdingssystemen activeren. Opslagoplossingen van klein tot groot worden gevraagd door fabrikanten, detailhandelaars en testinstituten. Oplossingen die ook veilig opladen mogelijk maken, zijn vooral in trek bij productiebedrijven, gemeentebedrijven en openbare diensten. Hotels en vastgoedbeheerders behoren ook tot onze klanten, voor wie we speciale kastmodellen met kluisjes kunnen aanbieden.

Dr. Jan Regtmeier: DENIOS connect maakt vroegtijdige detectie door consistente bewaking mogelijk. Het is een complete oplossing bestaande uit sensoren, mobiele communicatie en een webapplicatie voor directe detectie en automatische melding van storingen per e-mail en/of sms. Gegevens worden onafhankelijk van het bedrijfsnetwerk verzonden via smalband IoT, dat is gebaseerd op LTE. Alle DENIOS connect producten die in operationeel gebruik zijn, kunnen centraal worden bewaakt en alarmen kunnen onafhankelijk worden geconfigureerd via een cloud-gebaseerde webapplicatie. Naast de kastsystemenen de Spillguard connect lekkagedetectoromvatten de DENIOS connect producten sinds 2022 ook de lithium Ion kasten. De installatie is uiterst eenvoudig - verificatie en activering vinden plaats in slechts een paar stappen. Vanaf dat moment neemt het kast- of ruimtesysteem de bewaking van de lithiumbatterijen over. Dankzij signalering op afstand kan ook buiten bedrijfstijden of vanaf een andere locatie worden voldaan aan de verplichting om toezicht te houden op het laadproces.

Dr. Jan Regtmeier: Als het op kasten aankomt, zijn onze kastmodellen zeker een handige toepassing. Er is echter veel meer ruimte voor extra functies in de opslagsystemen. Slim oplaadbeheer wordt bijvoorbeeld steeds belangrijker. Het systeem gaat uit van een beperkte energievoorziening. Dit kan verschillende oorzaken hebben, bijvoorbeeld de schommelende aanwezigheid van goedkope elektriciteit uit duurzame energiebronnen gedurende de dag of het gelijktijdige gebruik van snelladers, die in korte tijd veel elektriciteit verbruiken. Vaak is het echter niet nodig om gelijktijdig of onmiddellijk op te laden. In de regel zijn de apparaten die op batterijen werken tijdens de bedrijfsuren in gebruik en worden ze alleen buiten de bedrijfsuren opgeladen. Met het zelf ontwikkelde slimme oplaadbeheer kan de beschikbare tijd voor het opladen zinvol worden gebruikt. Afhankelijk van de vereisten bieden we onze klanten een tijdgestuurd of stroomgestuurd systeem. Het vermogengestuurde model wordt bestuurd via PLC en software en biedt maximale flexibiliteit.

Dr. Jan Regtmeier:

DENIOS zal zich blijven richten op de eisen van de klant en zal zich snel kunnen aanpassen aan nieuwe omstandigheden door zich te concentreren op innovatie en interne diensten. We zijn echter niet bang om buiten de gebaande paden te denken en gebruik te maken van ons gekwalificeerde leveranciersnetwerk, zoals bij ons nieuwste product - een dompelcontainer voor auto's. Ons assortiment omvat ook transport- em quarantaineboxenvoor lithiumbatterijen, die we aanvankelijk hebben ingekocht maar nu zelf produceren. Dit betekent dat je niet snel een leverancier zult vinden met een breder assortiment dan DENIOS. En dat zullen we ook in de toekomst blijven doen.