Ett stort antal solcellsanläggningar har idag batterier, och antalet energilagringssystem ökar snabbt. I takt med att denna trend fortsätter ökar riskerna i hemmen på grund av mer komplexa elinstallationer med solpaneler, batterisystem och styrsystem.
Denna riskökning är en naturlig del av utvecklingen, eftersom det finns inneboende faror när högeffekts- och högenergibatterier installeras i bostadsområden. Även om antalet bränder relaterade till energilagringssystem fortfarande är lågt, ökar den snabba tillväxten av installationer risken för fler incidenter.
Under utvecklingen av qapasity Arctic Series var säkerhet en avgörande faktor och en viktig anledning till att vi valde att konstruera semisolidbatterier. I kommande inlägg kommer vi att ge detaljerade förklaringar till varför den här batterikemin är säkrare än traditionella system.
Statistik
Mellan 2018 och 2022 inträffade över 3.500 elbränder och brandincidenter i bostadsfastigheter. Enligt en rapport från Elsäkerhetsverket (Länk) orsakades endast 14 av dessa av solcellsanläggningar, vilket motsvarar endast 0,4% av alla elektriska bränder i bostäder.
Ett av dessa 14 fall var en incident utan egendomsskador, och i 5 av de 14 fallen orsakades branden av ett tillhörande batteri. Under denna period ryckte räddningstjänsten ut till 54.194 brandrelaterade incidenter i byggnader. Bränder orsakade av uppladdningsbara produkter ökade med 42% under de fem åren. Elbränder i bostadshus uppstår oftast i eluttag, särskilt i kök, där felaktig användning av spisar är den främsta orsaken till sådana bränder. Hela rapporten kan laddas ner via denna länk länk.
Det är viktigt att betona att bränder i stationära energilagringssystem är sällsynta, särskilt eftersom den betydligt säkrare LFP-tekniken används i stor utsträckning (många allmänt rapporterade bränder i elfordon involverar NMC-teknik). Trots den låga förekomsten av bränder är säkerhet alltid högsta prioritet. På qapasity strävar vi efter att förbättra säkerheten ytterligare genom våra unika semisolida battericeller och uppnå ännu högre brandsäkerhetsstandarder.
Termisk rusning
Termisk rusning inträffar när en kortslutning i ett batteri får temperaturen att stiga. När temperaturen ökar frigörs syre från de aktiva materialen i batteriets kemiska sammansättning. Syret påskyndar reaktionen, genererar mer värme och frigör ännu mer syre, en kedjereaktion som inte kan stoppas. Även om batteriet sänks ned i vatten, skum eller andra släckmedel kan branden fortsätta med hjälp av det syre som genereras av batterimaterialet.
Skillnaden mellan LFP- och NMC-batterier är slående ur ett brandsäkerhetsperspektiv. NMC är en mer instabil och lättantändlig teknik, medan LFP är betydligt säkrare. Det främsta skälet till att LFP-batterier inte blir överhettade är att de inte genererar tillräckligt med värme, vilket indikeras av "Q" i diagrammet nedan, för att frigöra syre som skulle driva en självunderhållande reaktion.
Termisk rusning i NMC-batterier jämfört med LFP-batterier, som inte når termisk rusning.
Vad gör ett LFP-batteri säkert?
LFP-batterier (litiumjärnfosfat) anses av flera skäl vara en av de säkraste batteriteknikerna. Vanliga säkerhetsfaktorer är bl.a:
- Termisk stabilitet: LFP-batterier har högre termisk stabilitet jämfört med andra litiumjonbatterier. De är mindre benägna att skena iväg i värmen, vilket minskar risken för brand eller explosion.
- Icke brandfarlig elektrolyt: Batterierna använder en organisk elektrolyt, men den kemiska sammansättningen i LFP-batterierna är mindre reaktiv och mer stabil under höga temperaturer och mekanisk belastning.
- Val av material: LFP-katoderna är tillverkade av järnfosfat, ett mindre reaktivt material med lägre risk att frigöra syre vid upphettning, vilket bidrar till att förhindra brand.
- Lägre energitäthet: LFP-batterier har något lägre energitäthet, vilket innebär att de lagrar mindre energi per viktenhet. Detta kan bidra till att minska risken för brand i händelse av kortslutning eller felaktig hantering.
Hur testas LFP-batteriets säkerhet?
Ett vanligt säkerhetstest för LFP-batterier är kortslutningstestet, ofta kallat "spiktestet", där en stor spik punkterar batteriet för att skapa en kortslutning. Under detta test kan batteriet börja ryka och expandera invändigt, men temperaturen når inte kritiska nivåer som skulle utlösa termisk rusning (dvs. syrgasutsläpp).
Se ett exempel på testet här.
Slutsatser
Litiumjärnfosfat (LFP) är en av de säkraste batteriteknikerna som finns. Förutom att använda LFP har qapasity ytterligare förbättrat säkerheten genom att ta bort brandfarliga elektrolyter i våra semisolida batterier, vilket gör en redan säker teknik ännu säkrare.
I kommande blogginlägg kommer vi att fortsätta att fördjupa oss i batterier och batterisäkerhet. Prenumerera på vårt nyhetsbrev för att hålla dig informerad när nästa inlägg publiceras!
