Emtez Blog

Lithium-ion (Li-ion) batterijen: alles wat u moet weten

Geschreven door No author | 28/02/24 9:41

Lichtgewicht, oplaadbaar en kosteneffectief op de lange termijn, lithium-ionbatterijen zorgen voor een nieuwe golf van efficiëntieverbeteringen. Maar gezondheids- en veiligheidsincidenten met deze batterijen nemen enorm toe. Hoe kunt u ze veilig en verantwoord inzetten in uw activiteiten?

 

Inhoud:

 

Lithium-ionbatterijen: hoe werken ze?

Lithium-ionbatterijen uitgelegd

Een lithium-ion (Li-ion) batterij is een oplaadbaar apparaat dat wordt gebruikt om grote hoeveelheden energie op te slaan voor het aandrijven van elektrische voorwerpen.

In tegenstelling tot zijn lithium voorganger is de Li-ion batterij oplaadbaar. Dit maakt het natuurlijk een zeer aantrekkelijk batterijtype met brede toepassingen in verschillende industrieën.

Lichtgewicht, betrouwbaar en met het potentieel om in zeer kleine formaten te worden gemaakt, zijn Li-ion-batterijen een alledaagse energiebron geworden voor een breed scala aan elektronische apparaten, van smartphones, laptops en huishoudelijke apparaten tot allerlei elektrische voertuigen en zelfs energieopslagsystemen op netschaal. Ze kunnen snel en relatief gemakkelijk worden opgeladen en ze hoeven niet volledig te worden opgeladen voordat u ze in gebruik neemt. (In feite is het raadzaam om ze niet volledig op te laden, omdat overladen een verhoogd risico met zich meebrengt.)

Misschien gebruikt u al Li-ion-batterijen, of overweegt u ze voor het eerst. Gelijk welke van de twee u bent, Li-ion-technologie heeft het potentieel om u te helpen meer te doen voor minder. Hoe zien die voordelen er precies uit?

Lees verder

De voordelen van het gebruik van lithium-ionbatterijen

Li-ion-batterijen bieden tal van voordelen ten opzichte van traditionele soorten batterijen.

1. Ze zijn licht in gewicht en compact


Ten eerste zijn Li-ion-batterijen ongelooflijk licht en compact, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in draagbare apparaten zoals smartphones en laptops.

Als u in uw activiteiten gebruik maakt van kleine, draagbare apparaten, is de kans groot dat ze worden gevoed door Li-ion-batterijen. Als dat niet het geval is, kan het overschakelen naar merken of modellen die dat wel zijn, hun levensduur verlengen en de efficiëntie van uw activiteiten van de ene op de andere dag verbeteren.

2. Ze hebben een hoge energiedichtheid

Li-ion batterijen hebben ook een hoge energiedichtheid, wat betekent dat ze veel energie kunnen opslaan in een kleine ruimte. Dit vertaalt zich in een langere levensduur van de batterij en snellere oplaadtijden in vergelijking met veel meer traditionele batterijtypes, met duidelijke voordelen voor uw activiteiten.

  • Medewerkers hoeven minder tijd te besteden aan het wisselen van apparaten of accu's.
  • U haalt meer waarde uit uw apparatuur. 
  • Je hebt eigenlijk minder apparatuur ter plaatse nodig, omdat de apparaten die je wel hebt "gaan" verder.
  • U kunt apparaten sneller opladen, waardoor de uitvaltijd wordt verminderd.

3. En ze zijn betrouwbaar


Met een beetje betrouwbaarheid kom je een heel eind, vooral als de klok tikt of als je een groot productiedoel moet halen. Op dit gebied blinken Li-ion-accu's uit. Met name moderne merken hebben een lage zelfontlading, wat betekent dat ze hun lading voor langere tijd kunnen vasthouden, en een lange levensduur van meer dan vijf jaar voordat ze moeten worden vervangen.

Over het algemeen vormen de voordelen van het gebruik van Li-ion-batterijen een uitstekende keuze voor een breed scala aan toepassingen, maar er zijn ook nadelen aan Li-ion-technologie waarmee u rekening moet houden.

Er zijn ook nadelen aan het gebruik van dit batterijtype. Wat zijn de risico's?

Gevaren bij het hanteren van lithium-ionbatterijen

Je hebt misschien al gelezen dat het aantal incidenten met Li-ion-in de luchtvaart enorm stijgt. Om voor de hand liggende redenen trekken dit soort incidenten de publieke belangstelling, maar de waarheid is dat, net als veel opkomende technologieën, Li-ion-batterijen een potentieel gevaar vormen, waar ze ook worden gebruikt. 

Bij normaal gebruik zijn Li-ion-accu's stabiel en werken ze zonder problemen zoals bedoeld, maar ze moeten op verantwoorde wijze worden behandeld. Elke schade aan de batterij kan leiden tot een technische storing, waardoor de batterij snel catastrofaal kan ontbranden.

Waarom vatten lithium-ionbatterijen vlam?

Schade aan de batterij kan ertoe leiden dat de daarin opgeslagen energie op een ongecontroleerde manier vrijkomt. Dit risico is groter in toepassingen waarbij de batterij wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, trillingen of mechanische belasting. Bovendien zijn Li-ion-batterijen kwetsbaar voor schade door overladen, waardoor de batterij mogelijk kan scheuren.

Wanneer dit gebeurt, zal de afgegeven warmte het smeltpunt van de separator overschrijden en komt er een kettingreactie op gang.

Dit staat bekend als "thermal runaway" en zorgt er effectief voor dat de batterij explodeert. Belangrijk is dat, omdat de bron van de reactie de batterijkern is, deze wordt beschermd door de batterijbehuizing, waardoor deze zeer moeilijk te bereiken is met een blusmiddel (bijv. water). 

Vanwege de oncontroleerbare afgifte van energie in de directe omgeving, loopt alles wat brandbaar is, inclusief andere batterijen, ook een groot risico om deel uit te maken van het incident, wat resulteert in een op hol geslagen gebeurtenis.

Li-ion-batterijbranden zijn erg gevaarlijk en kunnen moeilijk te bestrijden zijn, omdat ze een ontvlambare en giftige damp afgeven, die helpt om het vuur aan te wakkeren.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:

Lithium-ionbatterijen en het milieu

Li-ionbatterijen zijn de afgelopen jaren steeds populairder geworden vanwege hun efficiëntie, hun lange levensduur en onze collectieve vraag naar de kleine, afgelegen apparaten en elektrische voertuigen die ze doorgaans aandrijven. En op het eerste gezicht zien hun milieuprestaties er goed uit.

Maar als je wat beter kijkt naar waar ze vandaan komen, zul je snel zien dat ze niet zonder impact op het milieu zijn. Het proces van het winnen van lithium kan schadelijk zijn voor het milieu en het weggooien van deze batterijen kan ook een risico voor de volksgezondheid vormen.

De milieuvoordelen van lithium-ionbatterijen:

  • Deze batterijen hebben een langere levensduur dan traditionele batterijen, wat betekent dat er minder middelen nodig zijn om vervangingen te produceren.

  • Ze zijn veel energiezuiniger dan traditionele batterijen, wat betekent dat ze minder energie nodig hebben om op te laden en te ontladen. Dit vermindert op zijn beurt de hoeveelheid fossiele brandstoffen die nodig zijn om elektriciteit op te wekken.

  • Bovendien kan het gebruik van Li-ion-batterijen in elektrische voertuigen de uitstoot van broeikasgassen en luchtvervuiling aanzienlijk verminderen, wat bijdraagt aan een betere luchtkwaliteit.

De milieukosten van lithium-ionbatterijen:

De productie van deze batterijen omvat de winning van lithium, een eindige hulpbron die vaak wordt aangetroffen in gebieden met kwetsbare ecosystemen. Hierdoor kan het proces van winning van lithium snel leiden tot ontbossing, bodemerosie en waterverontreiniging.

MMeer dan de helft van de huidige lithiumproductie, die zeer waterintensief is, vindt plaats in regio's die worden geteisterd door watertekorten die waarschijnlijk erger zullen worden als gevolg van de opwarming van de aarde.

The Guardian, 'Onthuld: hoe de overgang van de VS naar elektrische auto's een milieuravage bedreigt'

Het operationele risico van Li-ion-branden reikt verder dan de gezondheid en veiligheid van de mens en die van het milieu. Bij een Li-ion-brand komen zeer giftige, ontvlambare gassen, dampen en rook vrij, met mogelijk verwoestende gevolgen voor de lokale fauna. Die chemicaliën kunnen de watervoorziening vergiftigen. Het vuur zelf heeft het potentieel om grote delen van het bos/bosgebied te vernietigen. 

Zelfs het weggooien van deze batterijen kan ook problematisch zijn, omdat ze giftige chemicaliën bevatten die in de bodem en het water kunnen lekken en schade kunnen toebrengen aan zowel dieren in het wild als mensen.

Lees meer over de milieueffecten - goed en slecht - van Li-ion-batterijen.

Hoe u lithium-ionbatterijen veilig kunt gebruiken in uw activiteiten 

Behandeling, opslag en transport van lithium-ionbatterijen

Een gestockeerde batterij is niet per se een veilige batterij. Met name Li-ion-cellen kunnen vlam vatten of zelfs exploderen als ze tijdens opslag worden beschadigd of blootgesteld aan hoge temperaturen.

Naast het toenemende brandgevaar in woningen, waarschuwt AXA ook commerciële bedrijven, zoals winkelcentra, retailers en opslag- en reparatiefaciliteiten voor e-bikes en scooters, voor de risico's van deze batterijenschrijft de verzekeraar

Bedrijven moeten ervoor zorgen dat ze redelijke voorzorgsmaatregelen hebben genomen", legt AXA uit, waaronder "het herzien en bijwerken van bestaande brandrisicobeoordelingen en het kopen van specifieke brandblussers die zijn ontworpen voor gebruik bij branden met lithiumbatterijen.

Op het moment van schrijven zijn de richtlijnen voor het veilige gebruik van Li-ion-batterijen op zijn best inconsistent, waardoor de verantwoordelijkheid voor het veilige gebruik van deze batterijen bij u ligt. Om uw mensen te beschermen en uw activiteiten draaiende te houden, moet u verschillende voorzorgsmaatregelen nemen.

Algemene veiligheidsvoorschriften bij het opslaan van Li-ion-batterijen

  • Bescherm de accupolen standaard tegen kortsluiting en het risico op mechanische schade. Dit kan van invloed zijn op de plaats van de accupolen bij het beoordelen van uw locatie.

  • Stel de batterijen niet bloot aan hoge temperaturen of directe warmtebronnen (inclusief hanteren, opslaan of opladen in direct zonlicht), aangezien dit het risico op thermal runaway aanzienlijk verhoogt.

  • Zorg waar mogelijk voor de aanwezigheid van automatische blusapparatuur. Als dit niet mogelijk is, zorg dan voor een scheiding (min. 2.5 m) van andere brandbare materialen.

  • Als wordt vastgesteld dat een batterij beschadigd of defect is, verwijder deze dan onmiddellijk uit de opslag- en productieruimtes. Bewaar het op een veilige afstand of in een aparte, brandwerende ruimte totdat het wordt weggegooid.
Volg voor de veiligste resultaten altijd de instructies van de fabrikant (deze hebben meestal de vorm van gebruikershandleidingen of technische productgegevensbladen).

Lees meer over waarom u gespecialiseerde opslag voor Li-ion-accu's nodig hebt.

Hoe beoordeelt u uw operationele risico

Groot of klein, zo'n incident heeft dramatische gevolgen voor uw bedrijfsvoering.

  • De productie wordt onmiddellijk stopgezet.
  • Uw mensen zullen geëvacueerd moeten worden.
  • In het geval dat iemand gekwetst wordt, hebben ze tijd nodig om te revalideren.
  • Grondstoffen, voorraden, machines en andere apparatuur kunnen beschadigd raken of verloren gaan.
  • Onderzoeken zullen waarschijnlijk moeten worden uitgevoerd zodra de site is beveiligd.

De technologische vooruitgang die door Li-ion-batterijen wordt ontsloten, is talrijk en gevarieerd. Als ze veilig en verantwoord worden gebruikt, kunnen ze innovatieve nieuwe producten, processen en oplossingen mogelijk maken.

De sleutel hiertoe is een duidelijk gedefinieerd proces voor de manier waarop de batterijen worden behandeld, opgeslagen, opgeladen en getransporteerd, ondersteund door routinematige risicobeoordelingen om ervoor te zorgen dat het protocol wordt gevolgd. Als u niet zeker weet waar u hiermee moet beginnen, kunt u hieronder een kopie van onze checklist voor lithium-ionrisicobeoordeling downloaden of contact opnemen voor verdere ondersteuning..

Risico en beloning hebben altijd een dunne lijn bewandeld. Houd uw productie aan de goede kant met een verantwoord risicobeoordelingsproces dat uw mensen en uw activiteiten beschermt.

Download nu uw exemplaar van onze checklist voor risicobeoordeling in vier stappen voor Li-ion-batterijen.

 

Wat te doen als een batterij defect raakt

Li-ion-batterijen mogen nooit direct worden verbrand vanwege explosiegevaar. Ze vormen ook een aanzienlijk brandrisico als ze naar de stortplaats worden gestuurd. Probeer altijd uw Li-ion-batterijen te recyclen.

De eerste stap bij het veilig weggooien van een defecte Li-ion-accu is deze volledig te ontladen, aangezien een opgeladen accu gevaarlijk kan zijn. Zoals de IOSH schrijft, moet dit worden bereikt "met behulp van een circuit dat een geschikte belasting bevat om kortsluiting te voorkomen."

Onderdompeling in zout water wordt soms aanbevolen als een middel om beschadigde lithium-ioncellen veilig te maken voor verwijdering. Voordat u deze verwijderingsroute volgt, moet u ervoor zorgen dat de batterij niet nog genoeg energie bevat om kortsluiting te maken of te exploderen.

IOSH, Lithiumbatterijen en de veilige opslag, het vervoer, het gebruik en de verwijdering ervan, met inbegrip van hergebruik en herbruikbaarheid

Zodra de batterij leeg is, moet deze in een daarvoor bestemde batterijrecyclingbak worden geplaatst.

Wanneer batterijen in een prullenbak worden geplaatst, moeten ze worden gescheiden van andere materialen. Gebruik een aparte bak voor verschillende soorten Li-ion-batterijen (bijv. automotive, industrieel en draagbaar), aangezien elke lade een andere afvalroute heeft.

De opslagruimte zelf moet waar mogelijk brandwerend zijn, maar minimaal onbrandbaar en goed geventileerd. Bewaar uw prullenbakken buiten het terrein in een veilige, koele, droge opslagruimte, uit de buurt van warmtebronnen, inclusief direct zonlicht. 

Bewaar de bakken niet langs brandvluchtroutes of verzamelpunten en maak de bakken regelmatig leeg om te voorkomen dat uw afgedankte batterijen zich ophopen. Bakken moeten naar een recyclingcentrum worden gebracht dat specifiek Li-ion-batterijen verwerkt, waar u er zeker van kunt zijn dat ze op de juiste manier worden gerecycled.

Raadpleeg altijd de instructies van de fabrikant voordaat u een Li-ion-accu weggooit. zij zullen uiteenzetten hoe u uw specifieke batterijtypes veilig en verantwoord kunt weggooien.  

Lees meer over het weggooien van defecte Li-ion-batterijen in onze speciale bron.

Apparatuur om te voorkomen dat branden in lithium-ionbatterijen zich verspreiden

Wanneer de veiligheid van uw mensen op het spel staat, loont het om alle benodigde gereedschappen en apparatuur ter plaatse te hebben om zowel het risico op een Li-ion-brand als de impact ervan in geval van nood te minimaliseren. Opslagoplossingen spelen hierin een sleutelrol.

Wat zijn enkele van de verschillende soorten die beschikbaar zijn en hoe verschillen ze?

1. Lithium-ionbatterijkasten

Gespecialiseerde Li-ion kasten zijn geschikt voor zowel het opbergen als het opladen van Li-ion accu's.

Deze zijn aanzienlijk kleiner dan inloopcontainers of transportcontainers en kunnen gemakkelijk in uw activiteiten worden geïnstalleerd, waardoor de stilstand van de machine wordt verminderd en de productiviteit wordt verbeterd voor bedrijven met een laag aantal kleine Li-ion-accu's in gebruik.

2. Brandwerende inloopcontainers

Inloopcontainers zijn ontworpen om kleinere batterijpakketten veilig in de schappen op te slaan. Ze zijn geschikt voor een aantal toepassingen, zoals een testruimte of als tussentijdse opslag van defecte batterijen voordat ze worden vervoerd naar een geschikt recyclingcentrum dat specifiek Li-ion-batterijen behandelt, waar u er zeker van kunt zijn dat ze op de juiste manier worden gerecycled.

3. Brandwerende batterijcontainers

Voor maximale opslagruimte worden brandwerende batterijcontainers aanbevolen. Deze opslagoplossingen bieden een grote opslagcapaciteit voor batterijen van verschillende vormen en maten in pallets op meerdere niveaus en zijn ideaal voor bedrijven met grote of 24/7 activiteiten en een grote afhankelijkheid van Li-ion-batterijen om ze van stroom te voorzien.

Lees meer over de verschillende soorten Li-ion opslagoplossingen.

 

Blijf beschermd met ons assortiment gespecialiseerde lithium-ion-opslagoplossingen

Beveilig uw activiteiten met Emtez

Emtez is al meer dan 35 jaar de toonaangevende fabrikant van gezondheids-, veiligheids- en milieuoplossingen in het Verenigd Koninkrijk. Wij bieden oplossingen voor het bestrijden van lekkages die voldoen aan de wetgeving voor de veilige opslag van Li-ion-batterijen.

Als Britse fabrikant die is geaccrediteerd volgens ISO 9001, 14001 en 45001, bevinden we ons in een unieke positie om u deskundig advies te geven over Li-ion-batterijopslag. Wij bieden een reeks Li-ion batterijopslagoplossingen met (indien nodig) ingebouwde oplaadpoorten en onderdrukkingssystemen. Dit beperkt explosierisico's in omgevingen variërend van kantoorgebouwen, winkels en scholen tot overheidsgebouwen, magazijnen en overal waar Li-ion-batterijen worden gebruikt. 

We bieden ook een service op maat om ervoor te zorgen dat uw Li-ion-batterijcontainer 100% is afgestemd op uw specifieke vereisten. Dus of u nu op zoek bent naar een kant-en-klare unit of een unit die is afgestemd op uw kostbare vereisten, ons team van ontwerpers en ingenieurs is vakkundig geplaatst om u uit te rusten met een container waarop u kunt vertrouwen.

Verhoog uw veiligheid met deze optionele upgrades

Naast alle verschillende opslagtypen die elders in deze bron worden beschreven, bieden we eenheden met een reeks aanpasbare upgrades, waaronder (maar niet beperkt tot):

  • Brandbestrijding. Automatisch brandblussysteem met aërosolblustechnologie
  • Rookdetectie. De rookmelder is ontworpen om het alarmsysteem te activeren wanneer er rook in het apparaat wordt gedetecteerd.
  • Gas detectie. Ontworpen om het alarm te activeren in geval van gasophoping in het apparaat.
  • Alarmsysteem sirene/zwaailicht. Het alarmsysteem is ontworpen om af te gaan en te knipperen wanneer een van de alarmsystemen wordt geactiveerd.
  • Temperatuurregeling. Verwarming, koeling of airconditioning wanneer producten op een bepaalde temperatuur of temperatuurbereik moeten worden gehouden.
  • Explosie ontlastingpaneel(en). De explosie-ontlastingspanelen zijn ontworpen om op het dak van de unit te activeren in geval van drukopbouw om explosiegevaar te voorkomen.
  • Verlichting. Standaard- of ATEX-verlichting om werkgebieden te verlichten.
  • Rekken. Optionele of extra rekcapaciteit voor de opslag van kleinere batterijen of containers. 
  • Bedieningspaneel met SMS- en BMS-communicatiemogelijkheid. Het bedieningspaneel is ontworpen om de elektrische componenten in de units te bedienen. Het bedieningspaneel heeft ook de mogelijkheid om te communiceren met uw lokale brandsystemen en kan sms-waarschuwingen geven, dit maakt een constante monitoring van uw opgeslagen producten mogelijk.
  • Automatisch deursluitsysteem. Elektromagnetisch deurvastzetsysteem om deuren open te houden tijdens het laden en lossen, in geval van brand zal het detectiesysteem de deur automatisch sluiten.
  • Camera- en videobewaking. Camerabewakings- en opnamesysteem voor binnen of buiten uw opslagruimte.

Opslagoplossingen op maat voor specialistische omgevingen

Veiligheid is niet one-size-fits-all. Met andere woorden, er zullen altijd momenten zijn waarop de omgeving vraagt om specialistische oplossingen die zijn afgestemd op de behoeften van één organisatie.

Voorbeelden van op maat gemaakte units die we eerder hebben gemaakt, zijn onder meer:

1. Opslag van lithium-ionbatterijen voor auto's

Emtez produceerde voor een grote autofabrikant een op maat gemaakte bewakings- en brandpreventiecontainer voor de opslag van in quarantaine geplaatste, beschadigde of defecte accu's met een hoog vermogen.

Elke batterij wordt in een afzonderlijk compartiment geplaatst. Als een batterij vlam vat, wordt deze ondergedompeld in een koelvloeistof/water, waardoor de verspreiding van het vuur naar de andere cellen van de batterij wordt geregeld.

Andere kenmerken en voordelen waren onder meer:

  • Dubbel detectiesysteem (sensor/thermische camera)
  • Gasafzuiger voor gevaarlijke gassen
  • Brandwerend tot ten minste 120 minuten bescherming
  • Overdrukventiel
  • Storingsalarm van elk beveiligingselement

Lees voor meer informatie de volledige casestudy over automotive. 


2. Cidaut Drive-In en Transportcontainer

In deze op maat gemaakte container worden elektrische voertuigen met beschadigde of defecte accu's opgeslagen

De accu van een voertuig zou maximaal 8-10 minuten worden ondergedompeld in koelvloeistof/water, waardoor de verspreiding van vuur naar de andere batterijcellen tot een minimum wordt beperkt. De koelvloeistof/het water wordt vervolgens gerecirculeerd om de warmte af te voeren.

Andere kenmerken en voordelen waren onder meer:

  • Onderdrukkingssystemen met geïntegreerde tanks
  • Toegankelijke oprijplaat voor het inrijden van voertuigen
  • Brandwerend tot ten minste 120 minuten bescherming
  • Geschikt voor het stallen van elektrische auto's met een interne batterij

Lees voor meer informatie de volledige casestudy van Cidaut.

3.  Lithium-ionbatterij Drive-In

Deze eenheid werd vervaardigd volgens een brandklasse van één uur en het doel was om in gebruik genomen batterijen uit het productiegebied op te slaan en in quarantaine te plaatsen. De accu's werden op een trolley rond vervoerd door een AGV (automated guided vehicle).

De unit was zo ontworpen dat de AGV de trolley met de batterij in de unit kon laten vallen en weg kon rijden. Om ervoor te zorgen dat de trolley met de batterij in de unit kan blijven zonder naar de deur te rollen, zijn er platen met een veerfunctie aan het ontwerp toegevoegd om hem op zijn plaats te houden.

De unit was ontworpen en bevond zich aan het einde van een laadperron. De container stond op voeten, waardoor toegang met de vorken van de vorkheftruck mogelijk was, zodat deze in geval van nood gemakkelijk kon worden verplaatst.

Andere kenmerken en voordelen waren onder meer:

  • Venster van gehard glas voor batterij-inspectie.
  • Waterstof/rookdetectie
  • Slangventiel en inwendige leidingsprinklerinstallatie voor brandweeraansluiting

Houd uw activiteiten draaiende met behulp van onze speciale Li-ion-onderhoudsgids

De manier waarop u uw activiteiten uitvoert, heeft een enorme impact op de conditie, levensduur en veiligheidsrisico's van uw Li-ion-batterijen. Dat geldt ook voor uw favoriete opslagoplossingen. De meest verantwoordelijke operators maken gebruik van beide benaderingen, terwijl ze hopen dat ze nooit op een van beide hoeven te vertrouwen om hun mensen veilig te houden.

Maar als ze dat doen, hebben ze meer om op terug te leunen dan op een proces. Beleid is geweldig om mensen veilig te houden. Dat geldt ook voor brandwerende panelen, die aan het frame zijn gelast. In onze speciale onderhoudsgids voor Li-ion leest u hoe u beide kunt gebruiken om uw activiteiten brandveilig te maken.