KREVENDE MED BRANNER I LI-ION BATTERI 

Innsatsmannskaper vil oftere komme borti hendelser hvor Li-ion batterier muligens er utløsende årsak eller hvor disse batteriene skaper usikkerhet for den taktiske planen. 

Bjørn-Fredrik Falkenberg, 
Brannmannen 

Vi har i dagens samfunn gjort oss mer og mer avhengig av artikler som trenger strøm fra Li-ion batterier. Vi snakker om alt fra hybridferger, el-biler, sparkesykler og til de minste klokkene du har på armen. Behovet vil eskalerer og brannvesenet vil antakelig få flere hendelser og problemstillinger vedrørende dette.  

Brannmannen har i utgave 2/2021 beskrevet den risikofylte innsatsen som ble utført mot hybridfartøyet Brim. Nysgjerrige som vi er, har vi pratet med Sissel Forseth som er fagansvarlig for strømforsyningsgruppen ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI). Med 20 års erfaring rundt Li-ion batterier og sikkerhet, bidro hun med faglige råd under Brim-hendelsen. 

Vi skal gjennom denne artikkelen prøve å formidle på en enkel måte hva et Li-ion batteri er og hvilke farer dette kan utgjøre. 

Sissel Forseth er fagansvarlig for strømforsyningsgruppen ved Forsvarets forskningsinstitutt (FFI). Med 20 års erfaring rundt Li-ion batterier og sikkerhet bidrar hun med råd om hvordan brannvesenet skal håndtere hendelser med brann i batterier (foto: FFI). 

HVA ER LI-ION BATTERI?  

Et Li-ion batteri består som alle andre batterier av katode, anode og elektrolytt. Fordi elektrolytten er flytende er det en plastfilm mellom katoden og anoden som hindrer kortslutning. Elektrolytten er brennbar og er i de fleste tilfeller tilsatt et fluorholdig salt. Plastfilmen består av polypropylen eller polyetylen eller en blanding av disse. Det vil si at plastfilmen smelter mellom 130 til 160 grader C. Ved en temperatur over 180 grader C frigir katoden oksygen. Li-ion batterier inneholder med andre ord alt som trengs for å underholde sin egen interne brann. Responsen på en uforutsett hendelse vil variere noe avhengig av kjemi og ladegrad (hvor mye strøm det er på batteriet), men i det store og hele vil responsen bestå av stikkflammer fra batteriet, utvikling av brennbare og giftige gasser og mulighet for fragmentering av batteriet. 

HVORDAN OPPSTÅR BRANN? 

Den interne brannen kan starte dersom det oppstår en intern eller ekstern kortslutning, ved en mekanisk belastning og ved feil i styring- og kontrollsystemet Battery Management System (BMS) eller ved at batteriet blir utsatt for en ekstern varmekilde. Uansett årsak vil batteriet begynne å selvvarme. Dersom belastningen ikke blir tatt av vil trykket internt i batteriet øke fordi elektrolytten går over i gassfase og etter hvert vil batteriet revne/ventilere. Når batteriet ventilerer slippes det i all hovedsak brennbar elektrolyttdamp. Dersom selvarmingen fortsetter, vil den ene elektroden (katoden) utvikle oksygen og danner i tillegg brennbare og giftige gasser slik som metan, etan, propan, hydrogen, kullos og flussyre (HF). Dersom batteriet er fult oppladet vil det dannes ca. 1 til 2 liter brennbar gass per amperetime (Ah). 

GASSEKSPLOSJON 

I og med at det utvikles brennbare gasser er risikoen for gasseksplosjon størst dersom batteribrannen foregår i et mer eller mindre lukket rom slik som et batterirom for eksempel om bord på en elektrisk ferge. Dette er en svært utfordrende hendelse å håndtere og i særdeleshet dersom det er folk og biler om bord. Det anbefales derfor å gjøre seg godt kjent med objekter av denne typen på forhånd. Når en hendelse oppstår er det viktig å fremskaffe informasjon og skynde seg sakte. Det er også viktig å være klar over at batteriet i seg selv kan være en tennkilde, i tillegg til varme flater i batterirommet. 

HVA KAN VI GJØRE? 

Før man åpner dør til batterirom må man gjøre noen undersøkelser og ta forhåndsregler: 

1. Det viktig å fremskaffe siste tilgjengelig informasjon fra batteriet og batterirommet slik som ladegrad, temperatur i rommet og på batteriet, samt informasjon fra diverse sensorer og lokasjon av disse.  

1. Risikoen for gasseksplosjon vil kunne reduseres ved å tilføre inertgass og/ eller vanntåke til batterirommet uten å tilføre oksygen. Dette kan gjøres ved å lage ett hull i dør/karm/vegg for slukkespyd i stedet for å åpne selve døra. Vi brannfolk kan relatere dette til hvordan vi tenker rundt røykgassenes brennbarhetsområdet med nedre og øvre brennbarhetsområdet (mager/fet blanding) og optimal blanding. 

1.  Bruken av vanntåke vil redusere mengden HF i gassfasen. HF trenger lett gjennom hud. Det er derfor viktig at all hud beskyttes når denne typen hendelser håndteres og at alt utstyr som er brukt vaskes grundig etter bruk. Bruk pusteluft, kjemikalieverndrakt og eventuelt splashdrakt over brannbekledning hvis det er brann- og eksplosjonsfaren som anses som største fare. 

1. Batteriet kan retenne. Derfor må det tilføres konstant kjøling (vann) og overvåkes ved hjelp av ir kamera eller avlesning av temperatur på anleggets egne sensorer. Hvor lenge man skal kjøle er vanskelig å si da det avhenger av størrelse og hvor mye strøm det er igjen på batteriet. 

1. Det er viktig å få kontroll på ventilasjonen. Kan vi styre ventilasjonen og hvor føres gassene? 

Et godt tips Tidsskriftet Brannmannen villig deler er: 

Man bør i forkant av tenkte hendelser lage en kontaktliste over personer og bedrifter hvor man kan få hjelp til faglige spørsmål og utfordringer. Det å ringe en venn for litt hjelp og råd er aldri feil!! 

I ramme: 

Vestfold interkommunale brannvesen IKS har publisert en evalueringsrapport om deres håndtering av hendelsen med hybridfartøyet MS Brim. Evalueringen konkluderer med at kompetanse, prosesser og definering av brann i batterier må forbedres både i VIB og på nasjonalt nivå. 

Rapporten kan lastes ned fra www.vibr.no