Brandveiligheid batterijen vraagt risicogerichte maatwerkoplossingen

Brandveiligheidsexperts en de industrie zijn al jaren zoekende naar effectieve maatregelen en technieken om de brandrisico’s van lithium-ion batterijen te beheersen en brandende batterijen effectief te blussen. Een allround wondermiddel voor lithium-ion branden bestaat niet, weten ze bij KMA Group, specialist in industriële hi-tech textiel en brandveiligheidsoplossingen voor lithium-ion batterijen. Met de LI-ION Safe-productenlijn kan KMA Group voor alle toepassingsdomeinen van batterijen de juiste mix van preventie- en brandbestrijdingsmiddelen leveren.

Iedere brandveiligheidsoplossing begint met een visie. Voor de onstuimig groeiende lithium-ion batterijenmarkt formuleert CEO Wiebo de Jong van KMA Group die als volgt: “Een batterijbrand is anders dan een standaardbrand en vereist dan ook andere dan standaardoplossingen voor preventie en brandbestrijding.” De variëteit aan typen li-ion batterijen, elektrische vermogens en toepassingen is enorm. Het brandrisico en de mogelijke brandscenario’s worden sterk bepaald door het type bedrijfsomgeving en de gebruiksomstandigheden van batterijen. Het waarborgen van de brandveiligheid bij gebruik van li-ion energiedragers, vraagt dan ook risico- en situatiegericht maatwerk.

Grijs gebied

Wat zegt de regelgeving eigenlijk over brandveiligheid rond batterijen? Belangrijk in relatie tot de energietransitie en de daarmee samenhangende sterke groei in lithium-ion energiedragers in de samenleving, zijn twee richtlijnen in de Publicatiereeks Gevaarlijke Stoffen (PGS). Voor energie-opslagsystemen (EOS), zoals buurtbatterijen en energiebuffers bij wind- en zonneparken, heeft een werkgroep van vertegenwoordigers van overheid en industrie de PGS 37-1 richtlijn opgesteld. Die is in concept gereed. Voor het waarborgen van de brandveiligheid rond opslag en gebruik van li-ion batterijen, is de PGS 37-2 in de maak. Die richtlijn geeft onder andere voorschriften voor risicobeheersing in de vorm van compartimentering van batterijopslagen, branddetectie en automatische blussystemen.

Maar het toepassingsbereik van de PGS 37-2 kent een flink ‘grijs gebied’. Opslag tot 330 kg lithium-ion is namelijk uitgezonderd in de richtlijn. Ook zegt de PGS 37-2 niets over het waarborgen van de brandveiligheid bij het dagelijks gebruik en het laden van batterijen, terwijl juist bij die activiteiten een potentieel brandrisico bestaat, als beschadigde of anderszins onstabiele batterijen in een ‘thermal runaway’ raken.

Een punt van aandacht voor onder andere productiebedrijven en werkplaatsen waar met batterijgereedschappen en machines wordt gewerkt en voortdurend batterijen worden opgeladen. Maar ook voor logistieke bedrijven en bezorgdiensten met stallingen en laadpunten voor e-bikes en scooters en voor hotels of wooncomplexen met inpandige fietsenstallingen en laadvoorzieningen voor batterijpakketten. De eerste stap naar brandveilig gebruik en opladen van li-ion batterijen is dan ook verhoging van het risico- en veiligheidsbewustzijn door communicatie en het uitvoeren van gedegen risicoanalyses, gevolgd door het treffen van voorzorgsmaatregelen. Zorgvuldig omgaan met batterijen kan een hoop ellende voorkomen. Slaan we batterijen in onze bedrijfsomgeving veilig op? En kan het opladen zodanig veilig worden ingericht dat bij spontane ontbranding van een batterij in een oplaadvoorziening escalatie wordt voorkomen en de branduitbreiding beperkt blijft? Aanvullende regelgeving zou hiervoor wenselijk zijn, maar deskundige advisering aan bedrijven en gebouwbeheerders met stallingen en oplaadstations kan nu al een hoger veiligheidsniveau genereren. Last but not least: áls het mis gaat, moeten verantwoordelijken voor de veiligheid, zoals bedrijfsnoodorganisaties, wel handelingsperspectief hebben en effectief kunnen handelen om erger te voorkomen.

‘Blussen en inpakken’

De enige effectieve aanpak bij brandende li-ion batterijen komt kort samengevat neer op ‘blussen en inpakken’. Daarvoor heeft KMA Group een gespecialiseerde productenlijn ontwikkeld, met zowel een effectief blusmiddel als verschillende typen branddekens, safetyhoezen en oplaadboxen, die de effecten van een batterijbrand sterk remmen en de omgeving beschermen.

Het startpunt voor de ontwikkeling van de LI-ION Safe productenlijn was de vraag van een luchtvaartmaatschappij naar brandwerende hoezen en tassen voor mobiele telefoons, tablets of laptops. Mocht de batterij van zo’n apparaat tijdens de vlucht in de cabine plotseling ontbranden, dan kan het apparaat in zo’n brandwerende hoes snel van de omgeving worden geïsoleerd. Dat houdt wellicht niet alle rookgassen en dampen tegen, maar voorkomt in ieder geval een onbeheersbare brand met slachtoffers in mid-air, waar voor passagiers en bemanning geen enkele vluchtmogelijkheid is. Die scenario’s zijn bepaald niet ondenkbaar, want internationaal zijn er in de loop der jaren al honderden voorbeelden geweest van ontbrandende li-ion batterijen in consumentenelektronica, gelukkig in de meeste gevallen zonder al te ernstige gevolgen.

De hoezen zijn in verschillende volumes (Phone Safe en Tablet Safe) ontwikkeld onder de productnaam e-Powershield. De basis van het materiaal bestaat uit aramidevezels, verweven met andere typen vezels met een hoge brandweerstand. De e-Powershield hoezen zijn bestand tegen temperaturen tot 1100 graden Celsius. Omdat bij een ontbrandende li-ion batterij grote hoeveelheden verbrandingsgassen explosief vrijkomen, bouwt zich in de hoes overdruk op. Om te voorkomen dat de hoes daardoor openbarst, is die voorzien van een overdrukventiel waardoor de opgebouwde druk kan ontsnappen. Daarbij komt wel rook vrij, maar alle vuurverschijnselen blijven binnen de omhulling zodat in ieder geval branduitbreiding naar de omgeving wordt voorkomen en de schade beperkt blijft.

Tot de LI-ION Safe lijn behoren ook grotere e-Powershield hoezen en branddekens van hi-tech silica in verschillende formaten, met dezelfde brandwerende en -dempende eigenschappen. Leverbaar zijn ook complete ‘Extinguishing Kits’ in verschillende maten, met in de tas een set brandwerende veiligheidshandschoenen en, desgewenst, ook een blusapparaat dat geschikt is om een brandende batterij te blussen.

Blussen met vermiculiet

Die blusser bevat een speciaal ontwikkeld blusmiddel, een mix van water met een oplossing van vermiculiet. Dit is een mineraal materiaal dat in de brandveiligheidswereld al langer wordt gebruikt als brandwerende coating op industriële installaties en kolommen. KMA Group is distributeur voor dit brandblusmiddel, aqueous vermiculite dispersion (AVD) genaamd. Het opgebrachte blusmiddel legt een minerale ‘film’ over de brandende batterij, die de energiedrager afsluit van zuurstof en heeft tegelijk een sterk koelend effect. De verbranding wordt hierdoor fors geremd, wat personeel of bedrijfshulpverleners meer handelingsperspectief biedt. Zonder blussing is een brandende batterij niet veilig te benaderen om die bijvoorbeeld af te dekken met een blusdeken of in een Safetyhoes te stoppen. Batterijbranden zijn niet met standaard blusmiddelen te blussen.

Naast handblussers met een inhoud van 2 kg, zijn ook grotere systemen mogelijk, van 6, 9, 25 of zelfs 50 kg. Zo leverde KMA Group een op maat gemaakte mobiele blusunit met 50 kg blusmiddel voor een bedrijf in Noord-Holland dat accupakketten assembleert voor gebruik in campers en schepen. De grotere volumes li-ion batterijen bij het bedrijf vroegen om een passende oplossing als eerste respons, in combinatie met groot volume e-Powershield hoezen en blusdekens.

E-Bike Safe

Regelmatig wordt de brandweer geconfronteerd met branden bij bedrijven en fietsonderhoudswerkplaatsen, waarbij batterijen (al dan niet tijdens het oplaadproces) ontbranden. Dergelijke brandscenario’s zijn te voorkomen met speciaal voor oplaaddoeleinden ontwikkelde oplaadboxen. Deze door KMA Group leverbare boxen zijn bij uitstek geschikt om de risico’s van het inpandig opladen van li-ion batterijen te reduceren. De boxen in grotere formaten zijn ook bruikbaar om accu’s veilig naar opslag- en verkooplocaties te vervoeren. Een onverhoopte ontbranding van de batterij heeft dan geen totale verwoesting van het bedrijf of transportvoertuig tot gevolg. Ook voor het opladen van batterijen in e-bike stallingen van bijvoorbeeld hotels en wooncomplexen zijn de boxen een effectieve veiligheidsvoorziening. Door het dempen van de verbranding in de box kan geen brand in de vluchtweg ontstaan en hebben aanwezige personen meer handelingsperspectief en vluchttijd.

Alle producten van het LI-ION productenpakket zijn in erkende internationale brandtestlaboratoria onderworpen aan intensieve praktijktesten. Met deze speciale productenlijn wil KMA Group bijdragen aan een soepele en veilige energietransitie.

Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met KMA Group.