Li-ion Thuisbatterij in woning

Algemene beschrijving

Een 15 kWh Li-ion thuisbatterij raakt oververhit waardoor deze in thermal runaway raakt. De thuisbatterij is geplaatst in de berging van een woning. Tijdens de thermal runaway wordt een grote hoeveelheid brandbare en toxische gassen geproduceerd. Terwijl de thuisbatterij uitbrandt, vinden de gevormde gassen zich een weg naar buiten en verspreiden zich in en rondom de woning.

Thermal runaway

Tijdens het opladen en ontladen van Lithium-ion batterijen vinden voortdurend elektrochemische reacties plaats, waardoor energie vrijkomt of wordt opgenomen. Het inwendige van de batterijcel is ontworpen om onder normale gebruiksomstandigheden tijdens deze elektrochemische reacties stabiel te blijven. Daartoe wordt onder andere tijdens de eerste laadcycli een beschermlaagje (Solid Electrolyte Interphase) op de anode (minpool) in de batterijcel gevormd; dit laagje is noodzakelijk om de stabiliteit te waarborgen (zie ook: Frontiers in Theoretical Analysis of Solid Electrolyte Interphase Formation Mechanism. Advanced Materials 33, 2100574).

Zodra de inwendige componenten of het beschermingslaagje (SEI) echter beschadigd raken, wordt het elektrochemische proces verstoord. Dit houdt in dat ongewenste chemische reacties het gewone proces verdringen. De ongewenste processen kunnen al beginnen bij een temperatuur vanaf 60 °C. Dit zijn exotherme reacties waarbij hitte vrijkomt en een grote hoeveelheid toxische en brandbare gassen. Hierdoor raakt het inwendige van de batterij nog verder beschadigd en warmt de batterijcel op (zie ook: Battery fires! What happens when batteries are abused?). Zodra een temperatuur rond de 200 °C wordt bereikt, afhankelijk van het subtype, gaan de exotherme reacties en hitteontwikkeling zich zodanig versterken dat de situatie catastrofaal wordt. Vanaf dit kantelpunt is er sprake van een thermal runaway (zie ook: Thermal runaway in een lithium-ion batterijpakket). In essentie houdt het ongewenste proces vanaf dat moment zichzelf in stand en nemen de ongewenste reacties (met hittevorming en drukopbouw door de gevormde gassen) gestaag toe.

De verhitte batterijcel breekt als gevolg hiervan open, waardoor de gevormde brandbare en toxische gassen vrijkomen. De snelheid waarmee de gassen vrijkomen is vergelijkbaar met het ontsnappen van gas uit en druktank. In aanvulling hierop zal verdamping van de elektrolyt tot meer gasvorming leiden (zie ook: Explosion hazards study of grid-scale lithium-ion battery energy storage station). Verdampte elektrolyt is brandbaar en kan worden verward met stoom van verdampt bluswater.

Door thermische propagatie (zie ook: Verkenning toekomstige batterijtypen en veiligheid), aanstraling van naburige batterijcellen, zal het proces zich uitbreiden naar andere batterijcellen, waardoor deze opeenvolgend ook in thermal runaway raken. Dit proces kan voortduren totdat de gehele thuisbatterij in thermal runaway is.

Een thuisbatterij in thermal runaway kan de volgende effecten geven:

• Toxische gaswolk;
• Batterijbrand;
• Dampwolkexplosie / Wolkbrand.

Kans van optreden 

Batterijcellen kunnen beschadigd raken door elektrische, mechanische en thermische oorzaken. Voorbeelden hiervan zijn overladen, doorboring en oververhitting. Daarnaast kunnen menselijke fouten tijdens installatie en onderhoud, veroudering of een fabricagefout van de thuisbatterij van invloed zijn. De kans op falen van een thuisbatterij wordt onder andere bepaald door de kwaliteit van de batterijcellen, het subtype, het aantal batterijcellen en de in werking zijnde veiligheidssystemen.

Er zijn (nog) onvoldoende empirische data om de faalkans van een thuisbatterij betrouwbaar te kunnen bepalen (zie ook: What to know about batteries and battery energy storage system hazards).

De enige beschikbare informatie over faalfrequenties komt uit Technical Reference for Li-ion Battery Explosion Risk and Fire Suppression. DNV GL heeft schattingen gemaakt van de faalfrequentie van lithium-ion energieopslagsystemen door de analyse van betrouwbaarheidsgegevens, faalkansen en veiligheidssystemen uit de nucleaire, petrochemische en olie- en gasindustrie. Op basis hiervan is de faalfrequentie geschat van Li-ion batterijmodules. De geschatte faalfrequentie voor een batterijmodule voorzien van onder meer een effectief Battery Management System en circuitonderbreking bedraagt 1,4 x 10^-4 per jaar. Indien elke vorm van veiligheidssysteem, monitoring of circuitonderbreking ontbreekt, kan de geschatte faalfrequentie in het uiterste geval oplopen tot 2,3 x 10^-2 per jaar.

Effecten

Samenvatting

Bij een thermal runaway komt een brandbaar en toxisch gasmengsel vrij. Dit gasmengsel zal in de meeste gevallen direct ontsteken, maar kan in bepaalde gevallen ook vertraagd ontsteken. Zodoende zijn er drie effecten mogelijk bij een thermal runaway: een toxische wolk, batterijbrand en een wolkbrand / dampwolkexplosie.

De toxiciteit onderscheidt zich van andere incidenten door de concentraties zeer toxische gassen die kunnen vrijkomen en die blijvende gezondheidsschade kunnen veroorzaken. Voorbeelden hiervan zijn waterstoffluoride, lithiumoxiden en waterstofchloride.

In de meeste gevallen treedt directe ontsteking op en ontstaat een batterijbrand. De batterijbrand kent een eigen uniek brandverloop, dat wordt verklaard door het thermal-runaway-proces en het openbarsten van individuele cellen. Zo kunnen er fakkels ontstaan en kan de brand met tussenpozen verlopen. Doordat een thermal runaway zichzelf in stand houdt en zelfs kan voortduren als de vlammen zijn gedoofd, is het moeizaam om de thermal runaway van buitenaf met blusmiddelen te stoppen en het incident te stabiliseren.

Ten slotte moeten hulpverleners alert zijn op de explosiviteit van de gevormde damp- of gaswolk bij een incident met batterijen. In afgesloten ruimten kan deze zich ophopen, waarbij een vertraagde ontsteking tot een dampwolkexplosie leidt. Wees ervan bewust dat de wolk kan lijken op stoom van verdampt bluswater, maar wel degelijk brandbaar en explosief is.

Vrijkomen toxisch en brandbaar gasmengsel – Toxische Wolk

Tijdens een thermal runaway komt een toxisch en brandbaar gasmengsel vrij. Een schematische weergave hiervan is weergegeven in figuur 1. Er komen zowel gassen vrij die zwaarder als lichter dan lucht zijn. Naar verwachting kunnen gassen zich daarom door de gehele woning verspreiden.

Het volume en de verhouding van de gassen wisselen sterk per subtype en incident. Dit betekent dat er een grote onzekerheid is in zowel gasvolume als gaspercentages (zie ook: Explosion hazards from lithium-ion battery vent gas. Journal of Power Sources, 446, 1–24). Het gerapporteerde totaalvolume van de gevormde gaswolk varieert tussen de 550 – 3300 l/kWh (DNV, 2019) en 300 – 6000 l/kWh (zie ook: bijdrage door professor Paul Christensen, Newcastle University op het EU Energy Storage Systems Safety Conference). Een groot deel van de gevormde gaswolk bestaat uit waterstof en koolstofverbindingen. (Tabel 1). Daarnaast wordt door de verdamping van de elektrolyt een witte dampwolk gevormd die zich hiermee vermengt (Figuur 2). Deze damp bestaat voornamelijk uit oplosmiddelen zoals ethyleencarbonaat en dimethylcarbonaat, welke brandbaar en explosief zijn.

Tabel 1: Percentages waterstof en koolwaterstoffen (bron: DNV, 2019; Golubkov, 2014; Christensen, 2022)

In de gevormde gaswolk kunnen zich ook concentraties zeer toxische gassen bevinden. Dit onderscheidt de toxiciteit van andere incidenten zoals bijvoorbeeld een plasticbrand. In tabel 2 is een indicatie weergegeven van de toxische gassen die kunnen vrijkomen; de waarden zijn gebaseerd op een serie experimenten van DNV, 2019. Met deze gegevens zijn denkbare volumes van de toxische gassen berekend, waarbij is uitgegaan van een gevormde toxische gaswolk van 750 l/kWh. In deze tabel zijn ter referentie de Immediate-Dangerous-to-Life-or-Health-waarde (IDLH) en Levensbedreigende Waarde bij blootstellingsduur 10 minuten (LBW) weergegeven.

Tabel 2: Indicatie toxische gassen bij een 750 l/kWh gaswolk (op basis van DNV, 2019)

Er zijn tevens experimenten uitgevoerd met als doel de toxiciteit te kwantificeren aan de hand van gemeten concentraties waterstoffluoride (zie ook: Toxic fluoride gas emissions from lithium-ion battery fires. Scientific Reports 7, 10018). Zij hebben volumes HF gemeten variërend tussen de 18 en 151 l/kWh. Ter referentie zijn de volumes ook berekend op basis van de gemiddelde gemeten concentratie HF uit deze serie experimenten.

Tabel 3: Indicatie toxisch gas HF waterstoffluoride (op basis van Larsson et al. 2017)

Ten slotte wordt tijdens de thermal runaway ook (zwarte) roet verspreid, dat bestaat uit nanodeeltjes van (zware) metalen en metaaloxiden (zie ook: Thermal runaway and fire of electric vehicle lithium-ion battery and contamination of infrastructure facility. Renewable and Sustainable Energy Reviews). Afhankelijk van het subtype batterij betreft het metaaloxiden van nikkel, kobalt, mangaan en lithium. Door onder meer deze roetdeeltjes blijven de inpandige ruimte en het gebruikte bluswater ook na het incident vervuild. De achtergebleven roetlaag kan namelijk een verhoogde concentratie zware metaaloxiden en fluoriden bevatten. Bij een experiment van een 32 kWh Li-ion NMC-batterijmodule in een afgesloten ruimte is een roetlaag overgebleven van rond de 20 g/m². De samenstelling van dit roet bedroeg 18-20 massa% nikkel-, mangaan- en kobaltoxiden, 4 massa% lithiumoxide en 2,5 massa% fluoriden. Voor andere subtypen kan de samenstelling van het roet verschillen.

Uit de praktijkmetingen blijkt dat het vervuilde bluswater door de gevormde oxiden een sterk verhoogde of verlaagde pH-waarde kan hebben. Zo is bij een incident in België een pH-waarde van 12 gemeten op de bluspakken van brandweerlieden. In Liverpool is direct rondom een uitgebrande module zelfs een pH-waarde van 14 gemeten.

Batterijbrand

Tijdens een batterijbrand vinden met tussenpozen fakkels en explosies plaats door het opeenvolgend openbreken of exploderen van individuele batterijcellen. Het brandgedrag van een enkele batterijcel kan namelijk worden beschreven in vier fasen: 1) verhitting van de batterijcel tot het moment van ontsteking, 2) het openbreken van de batterijcel gepaard met een fakkel, gevolgd door 3) een stabiele brandfase en eindigend met 4) een afnemende fase (zie ook: Fire behavior of lithium-ion battery with different states of charge induced by high incident heat fluxes. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry). Door de explosies die plaatsvinden, kunnen brandende brokstukken of batterijcellen wegschieten. In Figuur 3 is ter referentie de fakkel uit een enkele batterijcel weergegeven. In Figuur 3 zijn typische fakkels weergegeven die vrijkomen uit een 1,7 kWh batterijmodule.

Doordat tijdens de brand de hitte zich verder over batterijcellen verspreidt, raken telkens nieuwe batterijcellen en daaropvolgend batterijmodules in thermal runaway. Zo kan binnen enkele minuten een beginnende brand van een of enkele cellen zich al uitbreiden tot de gehele thuisbatterij.

Het feit dat een thermal runaway zichzelf in stand houdt, maakt dat de bestrijding ervan moeizaam verloopt. Daarbovenop komt het feit dat batterijcellen doorgaans goed zijn verpakt, wat koeling van buitenaf lastig maakt. Opgemerkt dient te worden dat de thermal runaway niet gelijk stopt zodra de brand is geblust. Zolang de gasproductie door de thermal runaway nog in gang is of de batterij instabiel, blijft het gevaar op herontsteking en explosie bestaan (zie ook: bijdrage door professor Paul Christensen, Newcastle University op het EU Energy Storage Systems Safety Conference).

De totale brandenergie van Li-ion batterijmodules wordt geschat op negen tot vijtien keer de opgeslagen elektrische energie. Verder zijn maximale (piek) Heat Release Rates van batterijmodules ter grootte van een thuisbatterij gemeten tussen de 0,8 en 3,4 MW (Voigt et al. 2021). De batterijmodules hebben in dit experiment 45 minuten gebrand, waarna het experiment is beëindigd.

De Heat Release Rate is tijdens de thermal runaway van de batterijcellen maximaal (zie ook: Experimental comparison of Oxygen Consumption Calorimetry and Sensible Enthalpy Rise Approach for determining the heat release rate of large-scale lithium-ion battery fires. Fire Safety Journal). Door het met tussenpozen verlopende (onregelmatige) karakter van de batterijbrand kan de vrijkomende hitte tijdens het incident variëren. Na afloop van de thermal runaway, of tussen het openbreken van de batterijcellen in, kan de vrijkomende hitte lager zijn.

Dampwolkexplosie / gaswolkexplosie

Onder bepaalde omstandigheden kan het voorkomen dat er geen directe ontsteking plaatsvindt van de geproduceerde gassen tijdens een thermal runaway. Dit kan onder meer een te lage luchtconcentratie zijn (zie ook: bijdrage door professor Paul Christensen, Newcastle University op het EU Energy Storage Systems Safety Conference). Bij vertraagde ontsteking kan dan een wolkbrand of in uiterste gevallen een dampwolkexplosie plaatsvinden door de opgehoopte gassen. In het bijzonder moet in situaties waarbij de gasconcentratie niet tijdig kan worden verlaagd of bij het falen van noodventilatie rekening worden gehouden met het gevaar op explosie. De meest recente inzichten geven aan dat met name verdampte elektrolyten bijdragen aan het explosiegevaar (zie ook: Explosion hazards study of grid-scale lithium-ion battery energy storage station. Journal of Energy Storage).

Het geproduceerde gasvolume van een enkele batterijmodule is voldoende om een heftige dampwolkexplosie te veroorzaken. Bij een experiment en simulatie van een dampwolkexplosie van een 8,8 kWh Li-ion LFP-batterijmodule in een zeecontainer zijn een maximumtemperatuur van 1800 °C en overdruk van 20 kPa waargenomen (zie ook: Explosion hazards study of grid-scale lithium-ion battery energy storage station. Journal of Energy Storage).

De wetenschappelijke literatuur over dampwolkexplosies veroorzaakt door batterijen in thermal runaway is beperkt, aangezien in het overgrote deel van de experimenten en incidenten directe ontsteking plaatsvindt en er een batterijbrand ontstaat (zie ook: Explosion hazards from lithium-ion battery vent gas. Journal of Power Sources). Naar verwachting kan er echter, juist in een afgesloten ruimte zoals een kelder, ophoping van de brandbare en toxische gassen plaatsvinden.

Zelfredzaamheid en handelingsperspectief

Eventuele aanwezigen zijn na het ontstaan van een batterijbrand, giftige wolk en dreigende explosie op zichzelf en anderen aangewezen.

Mogelijk handelingsperspectief

Afhankelijk van de situatie en de inrichting van de omgeving kan het handelingsperspectief verschillen. Snel reageren is bevorderlijk. Brand- en rookdetectie in de ruimte waar zich een thuisbatterij bevindt is daarbij essentieel.

• Voor personen in en rondom de woning is het handelingsperspectief vluchten;
• Indien vluchten niet mogelijk is, dan wachten op evacuatie door de brandweer op een zo gunstig mogelijke plek (bij het raam of op het balkon) en zoveel mogelijk uit de gevormde gaswolk.

Randvoorwaarden

De onderstaande aspecten zijn mede bepalend voor de mogelijkheden op het gebied van zelfredzaamheid. Deze zijn locatie-afhankelijk en staan in relatie tot elkaar.

Het verloop van het ongevalsscenario:

• De snelheid waarmee het scenario zich voltrekt is afhankelijk van de ernst van de thermal runaway. De verspreiding van de toxische wolk buiten de woning is afhankelijk van de (weers)omstandigheden.

Herkenbaarheid van het scenario:

• De toxische gassen worden meegevoerd in de rook. De gas- of dampwolk zal een alarmerend effect hebben.

Mate van bewustzijn van de gevaren:

• Weten dat er een brand (thermal runaway) is in de thuisbatterij;
• Weten wat de gevaren zijn van de gevormde brandbare en toxische gassen (onder meer waterstoffluoride);
• Weten wat je moet doen in geval van een batterijbrand, dreigende explosie of toxische wolk;
• Weten dat een batterijbrand lang duurt.

Gesteldheid van personen:

• Fysieke gesteldheid
• Geestelijke gesteldheid

Optreden multidisciplinaire hulpverlening

Brandweerzorg

Deze informatie is afkomstig uit het NIPV-rapport:  Incidentbestrijding lithium-ion thuisbatterijen. 

Alarmering en uitruk 

Meldkamercentralist 

1. Instrueer de melder om iedereen naar buiten te sturen en zich niet in de wit-grijze damp en/of in de rook te begeven.  
2. Probeer details te achterhalen:  
   • De locatie van de thuisbatterij in de woning of buiten de woning. 
   • Vraag naar contactgegevens van de installateur. 
   • Vraag naar de soort thuisbatterij: vaste thuisbatterij, plug-and-play of zelfbouw. 
   • Waargenomen signalen: 
     • Vermoeden van oververhitting. 
     • Chemische en/of elektrische lucht nabij het batterijpakket. 
     • Rook- of dampontwikkeling. 
     • Zorgelijke foutmeldingen van het BMS. 
     • Een rook- of CO-melder die afgaat nabij de thuisbatterij. 

Brandweer 

• Maak gebruik van de door de meldkamer verzamelde informatie en verifieer of actualiseer deze zo nodig ter plaatse bij bewoners.  

Herkennen 

• Mogelijk kunnen de bewoners ter plaatse informatie geven over de wijze waarop de thuisbatterij is bevestigd en hoe deze kan worden gedemonteerd, of contactgegevens verschaffen van iemand die over deze kennis beschikt. 
• Kenmerken van de aanloop naar een thermal runaway: 
  • Typisch chemische en/of elektriciteitslucht nabij de batterij. 
  • Overmatig warme batterij. 
• Kenmerken van een thermal runaway in een gevorderd stadium 
  • Grijs-witte damp met aanvankelijk weinig pluimstijging. 
  • Steekvlammen. 
  • Herhaaldelijke ontsteking. 
  • Ploffende en sissende geluiden van exploderende batterijcellen. 
• Een WBC kan worden gebruikt voor:  
  • Monitoren van de temperatuur van de thuisbatterij. 
  • In kaart brengen van hotspots.  
• Overweeg een IBGS-benadering wanneer de situatie daarom vraagt. 

Verkennen

1. Neem de arbeidshygiëne in acht en gebruik PBM’s, ook uit voorzorg wanneer nog geen damp of vuur is waargenomen. De situatie kan snel escaleren. 
   • Geheel gesloten, droge uitrukkleding. 
   • Ademlucht. 
   • Blushandschoenen. 
   • Explosiegevaarmeter. 
2. Benader het incident als een gaslekkage vanwege het risico op dampwolkexplosies. Benader de ruimte waar de thuisbatterij zich bevindt met een explosiegevaarmeter en CO-meter om een indicatie te krijgen van het explosierisico en de aanwezigheid van CO.  
3. Houd bij het openen van deuren en ramen en bij het ventileren rekening met het gevaar van een dampwolkexplosie. Het inmengen van lucht kan een wolk binnen de explosieve grenzen brengen. 
4. Probeer contact met rook en/of dampen zo veel mogelijk te beperken. 
5. Wees bedacht op wegschietende, zeer hete of brandende batterijcellen en mogelijke secundaire brandhaarden. Waarborg een veilige terugtocht. 
6. Stel vast waar de dampen en rook vandaan komen. 
7. Gebruik een WBC om temperatuuropbouw en hotspots vast te stellen. Wanneer de thuisbatterij nog geen damp- of vlamverschijnselen vertoont, maar wel een temperatuur van 50 graden Celsius of hoger bereikt, neemt de kans op ontsteking toe.  
8. Mogelijk is er in de meterkast of rondom de thuisbatterij technische informatie (of een link hiernaartoe) te vinden met nuttige informatie over de incidentbestrijding, bijvoorbeeld over: 
   • Type en merk. 
   • Instructies voor het spanningsvrij maken. 
   • Aansluitschema van de elektrische verbinding. 
   • Link naar de handleiding met mogelijke instructies voor noodsituaties en toelichting bij foutcodes. 
   • Contactgegevens installateur.
9. Inventariseer de beschikbaarheid van een externe deskundige met elektrotechnische kennis over de installatie, zoals de installateur. 
10. Neem indien de situatie dat vraagt contact op met de AGS. Deze kan informatie ophalen of geven over de toxiciteit en/of corrosiviteit van de chemische stoffen die vrijkomen uit de thuisbatterij. 

Stabiliseren

1. Schakel de hoofdschakelaar uit in de meterkast indien dit nog niet door de bewoner is gedaan. Schakel de werkschakelaar van de thuisbatterij uit indien dit veilig kan worden gedaan. Indien zonnepanelen aanwezig zijn, schakel deze ook uit. 
   Let op: ook bij uitgeschakelde schakelaars kan in bepaalde gevallen nog spanning op de batterij(componenten) aanwezig zijn.  
2. Open de deur voorzichtig en blijf zo ver mogelijk van de thuisbatterij verwijderd om contact met rook en/of dampen en onverwachte fakkelvorming te vermijden. 
3. Wees alert op mogelijke herontsteking of escalatie: een ogenschijnlijk stabiele batterij kan opnieuw plotseling herontsteken. 
4. Haal (brandbare) objecten nabij de thuisbatterij weg. 
5. Voorkom verspreiding en ophoping van toxische en brandbare dampen naar andere ruimtes. Zorg preventief voor gecontroleerde ventilatie, ook wanneer nog geen dampen zijn waargenomen, mits dit geen verhoogd explosierisico veroorzaakt. Sluit waar nodig aangrenzende ruimten en schakel mechanische ventilatie tijdelijk uit.  
6. Adviseer buurtbewoners om de ramen en deuren te sluiten

Bestrijden

1. Wanneer branden in de directe omgeving zijn geblust en de situatie dit toelaat, kan worden overwogen de thuisbatterij gecontroleerd uit te laten branden c.q. uit te laten reageren. De inzet richt zich dan op het koelen van de omgeving en het voorkomen van branduitbreiding, eventueel in combinatie met koelen op afstand. De omgeving laat dit toe wanneer er: 
   • geen aanvullend gevaar voor mens en dier is. 
   • geen sprake is van branduitbreiding tot buiten het brandende object.  
   • geen verdere ontruimingen c.q. evacuaties noodzakelijk zijn ten gevolge van het uitbranden. 
2. Wees tijdens de bestrijding doorlopend alert op specifieke risico’s van de thuisbatterij, zoals herontsteking, fakkelvorming en explosiegevaar. 
3. Blijf de situatie doorlopend monitoren met een explosiegevaarmeter en WBC. Monitor met de WBC het effect van koeling en controleer doorlopend op oplopende temperaturen en hotspots. Het actief beschadigen van de batterijbehuizing om water in te brengen wordt vooralsnog afgeraden. (Er zijn nog geen experimenten (stroomgeleidingstesten) uitgevoerd met water-injecterende blusmiddelen en thuisbatterijen. Een elektrocutierisico kan zodoende nog niet worden uitgesloten).  
4. De inzet blijft beperkt tot koelen, monitoren en het beheersen van de omgeving, zolang de thuisbatterij instabiel is. 
5. Pas nadat de thuisbatterij voldoende stabiel is, kunnen vervolgstappen richting demontage door een elektromonteur of verwijdering worden overwogen. Als richtlijn kan hierbij worden gehanteerd: 
   • Temperatuur op de WBC gedurende vijftien minuten lager dan 50 °C. 
   • Geen explosieve gassen gemeten met de explosiegevaarmeter.  
   • Woning wordt geventileerd. Ventileer de woning gedurende een langere periode na het incident om resterende toxische gassen af te voeren. Controleer met een viergasmeter of CO-meter of er geen verhoogde koolmonoxideconcentratie aanwezig is

Nazorg

1. Wanneer de thuisbatterij voldoende stabiel is, en de binnenruimte voldoende is geventileerd, kan het incident worden overgedragen aan Stichting Salvage, of – indien elektrotechnische (demontage)werkzaamheden nog noodzakelijk zijn – aan een bekwame elektromonteur of installateur. 
2. Informeer Stichting Salvage expliciet over mogelijke vervuiling van binnenruimten met fluorhoudende stoffen en/of metalen, zodat hier bij de verdere afhandeling rekening mee kan worden gehouden. 
3. Meet, indien mogelijk, de pH-waarde van blus- en koelwater en stel betrokkenen (bewoners, Salvage, herstelbedrijven) op de hoogte van de mogelijke gezondheidsrisico’s.  
4. Bij directe blootstelling aan rook: 
   • Bij een droog bluspak: laat het pak uitwasemen door natuurlijke ventilatie of gebruik van ventilatoren. 
   • Bij een nat bluspak (door bluswerkzaamheden of regen): spoel het pak grondig af. 
   • Doe in beide gevallen het bluspak uit op de incidentlocatie en bied het aan voor reiniging via het reguliere proces. 
5. Vermeld bij de opdracht aan de adembeschermingswerkplaats en wasserij expliciet dat sprake is van vervuiling als gevolg van het blussen van een thuisbatterij. 

Elektrotechnische nazorg (demontage)

Aandachtspunten bij elektrotechnische nazorg door bekwame elektromonteur (na overdracht): 

• Het gebruik van gereedschap bij demontage dient zodanig te gebeuren dat geen geleidende verbinding kan ontstaan tussen plus- en minpolen en geen extra beschadiging van batterijcellen optreedt. 
• Indien het onvermijdelijk is om kabels te knippen, dan dient dit uitsluitend te gebeuren met elektrisch geïsoleerde VDE-tangen, één kabel per keer, met ongelijke lengtes (minimaal 10 cm). Afgeknipte delen worden direct geïsoleerd en gefixeerd en niet op geleidende oppervlakken of in water gelegd. 
• Breng de fabrikant van de thuisbatterij op de hoogte wanneer aanwijzingen bestaan dat het incident mogelijk is veroorzaakt door een interne fout van de batterij.  

Aandachtspunten bij verplaatsen en afvoer: 

• Het verplaatsen van de thuisbatterij kan, indien veilig en pas na stabilisatie, plaatsvinden met geschikte hulpmiddelen (bijvoorbeeld een steekwagen), rekening houdend met gewicht, afmetingen en mogelijke verontreiniging door roet of vervuild bluswater. 
• Draag bij het verplaatsen van de thuisbatterij en bij opruimwerkzaamheden van achtergebleven roet en vervuild blus- en koelwater passende persoonlijke beschermingsmiddelen, zoals handschoenen en laarzen.  
• Indien de thuisbatterij moet worden afgevoerd, laat de eigenaar (eventueel via de verzekeraar) hiervoor een gespecialiseerde partij inschakelen. 
• Sluit een opvangbak waarin de thuisbatterij na een incident wordt geplaatst niet volledig af, om drukopbouw door mogelijk vrijkomende gassen te voorkomen. 

Geneeskundige zorg

Raadpleeg voor meer informatie: Gezamenlijk informatieblad Lithium-ion accusystemen (G)AGS, bijlage 7 Gezondheid in relatie tot verbrandingsproducten Li-ion accubranden.

Relevante processen bij de geneeskundige hulpverlening

• Operationele voorbereiding op het gevaar van een dergelijk incident in het verzorgingsgebied door aanwezigheid van de juiste middelen op de voertuigen;
• Mogelijkheid voor ambulances om te kunnen keren en/of vertrekken op en van de locatie;
• Veilige werklocatie voor de GHOR;
• Aantal slachtoffers, type slachtoffers en type letsel. Deze zijn locatie-afhankelijk en staan in relatie tot elkaar;
• Na een incident verlenen omstanders hulp. Een deel van de slachtoffers komt als zelfverwijzer op de eerste hulp. Een ontsmettingsunit aan ‘de poort van het ziekenhuis’ is bij gassen niet nodig.

Type slachtoffers

• Aandachtspunt is hulp aan verminderd zelfredzame personen (zorginstellingen).

Type letsel

• Waterstoffluoride is een zuur en heeft een corrosieve werking op de luchtwegen en slijmvliezen van ogen, neus en keel. Inademing kan leiden tot beschadiging van de bovenste luchtwegen met hoesten, brandend gevoel, keelpijn, pijn in de borst en moeilijk ademen tot gevolg;
• In combinatie met vocht (bijvoorbeeld mist of zweet) kan waterstoffluoridegas tot huidirritatie leiden, en in hoge concentratie tot chemische brandwonden. Opvallend aan waterstoffluoride is dat het doordringt in de huid tot aan dieperliggende weefsels, verder dan veel andere zuren;
• De meeste effecten van waterstoffluoride zijn echter het gevolg van het fluoride zelf, dat giftig is. Het fluoride reageert met het calcium in het lichaam waardoor een tekort aan calcium ontstaat. Dit heeft effecten op onder andere het zenuwstelsel, de skeletspieren, de hartspier en het gladde spierweefsel. Huidblootstelling kan zorgen voor een intense pijn;
• Klachten door waterstoffluoride kunnen, na een klachtenvrije periode, tot 24 uur na blootstelling ontstaan. Hoe hoger de concentratie waaraan iemand is blootgesteld, hoe sneller de klachten ontstaan.

Optreden politie, waterschap, gemeente (hulpverlening)

Politie

De politie start de processen:

• Afzetten en afschermen
  • Afzetten van het effectgebied (indien nodig vanwege een dreigende uitbreiding van het incident);
  • Creëren van een veilige werkomgeving voor hulpdiensten

• Mobiliteit
  • Indien nodig begeleidend transport van overige hulpverleners als de verkeerssituatie daarom vraagt;
  • Indien mogelijk informeren van bewoners en/of andere aanwezigen in het gebied.

Relevante aspecten voor de politie:

• De politie heeft geen beschermende kleding of ademlucht om op te kunnen treden en kan daarom niet opereren in blootgesteld gebied;
• Voldoende mensen en middelen om het effectgebied te kunnen evacueren en af te kunnen zetten indien dit nodig is.

Gemeente

• Opvang en verzorging van personen uit het effectgebied;
• Voorlichting en communicatie over het ongeval;
• Registreren van slachtoffers.

Randvoorwaarden voor de gemeente

• Operationele voorbereiding op het opvangen en verzorgen van personen uit het effectgebied;
• Voldoende locaties en personeel voor de opvang en verzorging van personen uit het effectgebied;
• Operationeel voorlichting- en communicatieplan.

Waterschap en milieudienst

• Houd rekening met vervuild bluswater dat in en rondom de plaats van het incident achterblijft. Het gebruikte bluswater kan fluoriden en metaaloxiden (nikkel, mangaan, kobalt en lithium) bevatten, alsook een verhoogde pH-waarde hebben (zie ook: Thermal runaway and fire of electric vehicle lithium-ion battery and contamination of infrastructure facility en EN010106 – Sunnica Energy Farm);
• Houd er rekening mee dat de achtergebleven roetlaag op de plaats van het incident mogelijk op professionele wijze verwijderd dient te worden vanwege vervuiling door zware metaaloxiden (zie ook: Thermal runaway and fire of electric vehicle lithium-ion battery and contamination of infrastructure facility).

Maatregelen

Kansbeperkend

• Wegnemen van de risicobron;
• Tijdige alarmering door het Battery Management System;
• Actieve circuitonderbreking of afschakeling bij overschrijding van de drempelwaarden voor voltage en temperatuur;
• Certificering van thuisbatterijen;
• Installatie door een erkend installateur;
• Klimaatbeheersing en ventilatie;
• Bescherm de risicobron tegen brand vanuit de omgeving.

Effect en gevolgbeperkend

• Afstand houden;
• Plaats de thuisbatterij niet in woon- en verblijfsruimten, maar in een van buitenaf benaderbare, externe ruimte;
• Rekening houden met windrichting;
• Automatische blusvoorziening.

Bevordering van de zelfredzaamheid

• Risicocommunicatie;
• Alarmsysteem;
• Duidelijke vluchtroute en met deze oefenen;
• Risicobron niet plaatsen in vluchtwegen;
• Instructies en voorlichting voor bewoners, bijvoorbeeld uitleg over tijdig vluchten en zorgen voor bewustwording dat de gevormde damp toxisch en explosief is.

Bevordering van de hulpverlening

• Mobiele toegang tot camerabeelden;
• Snelle toegang tot de risicobron;
• Externe markering waar de batterij zich bevindt;
• Werkende communicatiemiddelen.

Voorbeeld

Batterijbrand in een woning in Londen

Een batterijbrand van een elektrische scooter in een woning in Londen leidde ertoe dat de woning in korte tijd vol met toxische gassen kwam te staan (Figuur 6). In de video zijn de ploffende batterijcellen te horen, waarbij ook de grote hoeveelheden van het toxisch en brandbare gasmengsel zichtbaar zijn. Dit incident toont aan dat door een thermal runaway de woning in korte tijd, voor het moment van arriveren van de brandweer, al vol met de toxische gaswolk kan komen te staan.

Explosie van een thuisbatterij in Duitsland

De explosie van een thuisbatterij in Duitsland was voldoende krachtig om deuren en ramen uit het kozijn te blazen. De bewoners waren niet thuis. Naast de aangerichte schade is op deze foto de vervuiling door de achtergebleven roetlaag enigszins zichtbaar. Figuur 6 is van een ander incident in Duitsland en hierop is zichtbaar dat na de eerste bluspoging en het weghalen van de batterij uit de woning de thermal runaway blijft voortduren, waardoor niet alleen herontsteking plaatsvindt door de gevormde brandbare gassen, maar ook toxische gassen blijven vrijkomen. Na afloop was het huis onbewoonbaar.

Inpandige batterijbrand in flat New York

Conference EU Energy Strorage Systems Safety