Batteribranner – dette trenger du å vite

Denne saken ble opprinnelig publisert i oktober 2024. Den er trukket frem igjen etter at en 13-åring ble kritisk skadet av en batterieksplosjon i en hytte på Vinstra.

Hundrevis av tonn batterier gikk opp i røyk under en storbrann som brøt ut hos gjenvinningsselskapet IQR i Trollhättan i Sørvest-Sverige 8. september. Brannen var vanskelig å slukke.

Heldigvis hører så omfattende batteribranner til sjeldenhetene. Men det rapporteres ofte om branner i mobiltelefoner, elsparkesykler, hoverboards og elbiler. Et nylig eksempel er en alvorlig brann i Malmö, som også startet 8. september i år. Fire leiligheter ble totalskadet i en brann som trolig startet i et ladende elsparkesykkelbatteri på en balkong.

Disse hendelsene skaper bekymring rundt brannsikkerheten til litium-ion-batterier (en type oppladbare batterier). Her svarer fire eksperter på 13 spørsmål om batteribranner.

1. Hva skjer når batterier brenner?

Alle batterier lagrer elektrokjemisk energi, som kan omdannes til elektrisk energi.

– Men litium-ion-batterier har tre grunnleggende egenskaper som gjør dem mer brannfarlige enn andre typer batterier, sier Lars Hoffmann, elektroingeniør og ekspert på området i Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB), som tilsvarer Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap..

For det første har de en organisk – og brennbar – elektrolytt, som vanligvis er basert på løsemidler som alkylkarbonat. Flammepunktet ligger rundt 60 grader Celsius; ved høyere temperaturer kan det dannes damp som kan antennes. Dette problemet har ikke vannbaserte elektrolytter, som for eksempel brukes i bly- og nikkelmetallhydridbatterier.

For det andre har litium-ion-celler høyere energitetthet enn vannbaserte celler. Evnen til å lagre mye energi på liten plass forklarer hvorfor litium-ion-batterier brukes i alt fra mobiltelefoner og leker til elbiler, elsparkesykler og store batteriparker. Ulempen er at det dermed finnes store mengder elektrokjemisk energi som kan fungere som drivstoff ved en brann.

En tredje brannfaktor er at oksygen frigjøres fra metalloksider i katodematerialet ved høye temperaturer. Batteribrannen blir på denne måten selvforsynt med oksygen som holder liv i flammene.

At forløpet kan bli dramatisk og vanskelig å slukke, skyldes et fenomen kalt termisk rusning. Dette betyr at battericellene blir kjemisk ustabile og en rekke kjedereaksjoner utløses.

Membranen som skiller anoden og katoden brytes ned, og cellene kortsluttes internt. Elektrolytten varmes opp og gir opphav til eksplosive og brannfarlige gasser. Temperaturen øker raskt.

Den økende varmen kan også utløse en dominoeffekt der den termiske rusningen sprer seg fra celle til celle i batteriet. Resultatet blir en brann som kan være eksplosjonsartet og svært vanskelig å slukke.

2. Hvordan påvirker katodematerialet brannsikkerheten?

Termisk rusning kan oppstå i alle typer litium-ion-batterier. Men batterikjemien kan påvirke forløpet i noen grad.

– Grovt sett er LFP litt mer stabilt og sikkert enn for eksempel NMC og NCA, sier Alexander Elias, som er branningeniør i konsulentselskapet Brandskyddslaget.

Forklaringen er at LFP, litiumjernfosfat, har lavere nominell spenning, lavere energitetthet – altså mindre energi per kilo – og er mindre reaktivt sammenlignet med NMC (nikkel, mangan, kobolt) og NCA (nikkel, kobolt, aluminium). På den andre siden har LFP-celler generelt høyere effekttetthet.

Likevel mener Elias at det er vanskelig å slå fast hvilke battericeller som er mer eller mindre sikre. Bruken, utformingen, løsemidler og elektrolytt påvirker også stabiliteten.

3. Frigjøres det giftige gasser ved batteribranner?

Svaret er ja. Litium-ion-batterier i termisk rusning kan avgi helsefarlige gasser. Gassammensetningen avhenger blant annet av cellekjemien, hvor mye batteriet er ladet og om gassen antennes eller ikke.

Men giftige gasser er ikke unikt for batteribranner, påpeker Yvonne Näsman, saksbehandler ved avdeling for brann og redning i MSB.

– All brannrøyk er mer eller mindre giftig, enten det er batterier, leiligheter eller fossilbiler som brenner, sier hun.

Når det gjelder batteribranner, har hydrogenfluorid lenge vært et omdiskutert og fryktet stoff. Den sure gassen med kjemisk betegnelse HF har vakt bekymring hos både brannvesenet og allmennheten. Men MSB toner ned risikoene etter å ha gjennomført studier, blant annet i samarbeid med Totalförsvarets forskningsinstitutt (FOI)

Konklusjonen ble at det foreløpig mangler vitenskapelig bevis for at hydrogenfluorid fra litium-ion-batteribranner innebærer spesielle risikoer. Brannvesenet kan dermed håndtere branner i elbiler på samme måte som andre branner med tanke på giftighet, ifølge MSBs nye veiledning.

– Det var viktig for oss å få frem fakta etter alle nærmest mytiske diskusjoner om hydrogenfluorid. Men det er viktig å følge utviklingen, ettersom disse resultatene bygger på dagens kunnskapsnivå, sier Näsman.

Foreløpig ser myndighetene mer alvorlig på risikoen knyttet til andre gasser, som også kan produseres ved termisk rusning. Dette leder oss til neste spørsmål:

4. Hva skjer hvis batteriene eksploderer?

Ved termisk rusning brytes elektrolytten ned og avgir gasser. I motsetning til «vanlige branner» frigjøres store mengder hydrogengass, og hydrogengass kombinert med varme, oksygen og gnister kan føre til eksplosjoner.

Ved såkalt brennende termisk rusning med åpen flamme kan den eksplosive og brennbare gassblandingen forbrennes i samme tempo som den frigjøres fra battericellen. Men ved rykende termisk rusning, når batteriet produserer røyk og brennbare gasser uten flamme, er det eksplosjonsfare hvis gassen samles i lukkede rom.

Hvordan denne risikoen påvirkes av batteriets og rommets størrelse, er foreløpig uklart, ifølge MSB. – Dette er et område vi søker mer kunnskap om, sier Yvonne Näsman.

5. Hva kan gjøre at batterier begynner å brenne?

Litium-ion-batterier kan begynne å brenne av flere grunner. I tillegg til rene produksjonsfeil kan en battericelle bli skadet av høy varme – for eksempel fra en brann i nærheten – eller av kulde. Den kan også bli skadet av gjentatt overlading eller dyputlading, av ytre kortslutning eller kortslutning internt i cellen, samt av røff behandling, som fysiske slag eller skarpe gjenstander.

I verste fall kan cellen havne i en ustabil tilstand som fører til termisk rusning, noe som i sin tur kan spre seg til nabocellene i batteriet.

6. Hvordan beskyttes litium-ion-batterier mot brann?

– En forutsetning for at et batteri skal være trygt, er at det har et batteriovervåkingssystem av høy kvalitet, sier Hoffmann i MSB.

Batteriovervåkingssystemer, BMS, finnes i de fleste varianter av litium-ion-batterier. Men de kan være mer eller mindre avanserte.

De enkleste systemene håndterer grunnleggende funksjoner som ladetilstand, lading og utlading. Mer avanserte systemer kan overvåke en rekke parametere og også slå av battericeller ved avvik. Alt for å sikre at ladenivåer, temperaturer, ladestrømmer og utladestrømmer samt spenninger hele tiden holder seg innenfor batteriets arbeidsområde og at de ulike cellene er i balanse.

– I bilindustrien stilles det veldig høye lovkrav, og de batteriene er svært sikre. Men personlig er jeg skeptisk til å ha store batterier innendørs i hjemmet, sier Hoffmann.

Elias i Brandskyddslaget er delvis enig.

– Du vil neppe ha et stort batteri på soverommet eller i gangen. Da kan et tidligere fyrrom eller en garasje med god ventilasjon være mer egnede steder, sier han.

En beskyttet plassering utendørs kan også være et alternativ, forutsatt at batteriet er IP-klassifisert for utendørs bruk.

Per i dag finnes det ingen regelverk som styrer hvordan litium-ion-batterier skal håndteres, og det kreves ikke byggetillatelse for hjemmebatterier.

– Dessverre ikke. Bransjen er litt rådvill i dag, sier Elias.

7. Hvordan kan jeg redusere brannrisikoen?

En grunnleggende regel er å følge produsentens anvisninger for lading og bruk – uansett om det gjelder en mobiltelefon, elsykkel eller hjemmebatteri.

Det finnes også råd om lading, plassering og tegn man bør være oppmerksom på hos DSB og Elsikkerhetsportalen.

8. Hvordan merker jeg at et batteri er i ferd med å ta fyr?

Foruten varsling fra batteriovervåkingssystemet kan lukt og lyd av og til avsløre at et batteri er i ferd med å havarere.

Noe som minner om neglelakk eller plastfyllmasse kan være den karakteristiske lukten som sprer seg når elektrolytten begynner å fordampe.

En fresende og sprakende lyd kan forårsakes av et overtrykk som slippes ut gjennom ventilasjonsåpninger i en batterimodul.

Hvit røyk er heller ikke et godt tegn.

Hvis man oppdager slike varselsignaler, er det ikke tidspunktet for å bli stående og lukte eller lytte. Da må man raskt prøve å forhindre eller slukke batteribrannen og redusere risikoen for spredning. Og spørsmålet er da:

9. Hvordan slukker man et brennende batteri?

Litium-ion-batterier som er i termisk rusning er svært vanskelige å slukke. Å prøve å kvele flammene er for eksempel ikke en god løsning – det frigjøres oksygen i prosessen.

Det beste er i stedet å forsøke å kjøle ned batteriet, noe som kan være lettere sagt enn gjort med tanke på at cellene ofte er innkapslet og at termisk rusning forsterker oppvarmingen.

Hvordan man skal gjøre nedkjølingen, avhenger av størrelsen på batteriet og hvilken bruk det er snakk om. Mindre enheter som mobiltelefoner og leker kan senkes ned i et vannbad, forutsatt at dette kan gjøres på en sikker måte.

Det forekommer også at en slags vannbad brukes for å slukke branner i energilagre i batteriparker. Containerne som batteriene oppbevares i, kan da fylles med vann hvis det skulle oppstå brann. I andre land senker brannvesenet også brennende elbiler ned i containere som deretter fylles med vann.

En vanligere metode er å sprøyte vann på batteriet. Men det kan kreve enorme mengder vann før den termiske rusningen slutter å spre seg til andre celler. MSB har derfor testet en mer vannbesparende slukkemetode, som nå er en del av den svenske myndighetens veiledning til brannvesenet.

Denne metoden går ut på å lage hull i det brennende batteripakken, slik at vann kan strømme inn og kjøle ned de enkelte cellene.

– Vi har vist i forsøk at man kan slukke batterier med veldig lite vann, sier Näsman.

Men det handler ikke om å bruke en øks for å lage hull i batteripakken. En slik behandling kan utløse termisk rusning i battericeller som fortsatt er uskadet. Å lage hull krever både kunnskap og opplæring, samt verktøy som er spesiallaget for formålet.

10. Hvilke andre risikoer er det med litium-ion-batterier?

Litium-ion-batterier er lumske fordi de kan antennes på nytt lenge etter at brannen ser ut til å være slukket.

En årsak er at battericeller fortsatt kan inneholde noe energi, til tross for at de ser utbrent ut. Hvis det da oppstår kortslutninger, kan denne energien generere varme, som igjen kan varme opp både skadede og uskadede celler. Hvis uhellet er ute, kan de begynne å brenne på nytt.

Etter en brann kan det også være gjenværende varme i nærheten av batteriet. Denne varmen kan spre seg til cellene og sette fart på brannen igjen.

Det kan dessuten være battericeller med skader som ennå ikke er oppdaget, og disse skadene kan føre til termisk rusning.

For å håndtere slik risiko bør for eksempel elbiler settes i karantene utendørs i en viss periode etter en kollisjon eller brann.

11. Er det brannfare også med litiumbatterier?

Litium-ion-batterier er oppladbare batterier hvor litium-ioner brukes til å flytte elektroner. Alle spørsmålene ovenfor gjelder slike batterier.

Litiumbatterier, som har metallisk litium i katoden, er derimot såkalte primærceller som ikke kan lades opp igjen. De er derfor ferdig brukt når ladningen er oppbrukt.

Teknologien brukes for eksempel i knappcellebatterier i fjernkontroller og i andre små-bruk.

– Det er klart at også et litiumbatteri kan få en intern kortslutning og begynne å brenne. Men det dreier seg om så små energimengder at det ikke er noe man pleier å legge stor vekt på, sier Elias.

Hvis mange små knappcellebatterier samles på et lite område, for eksempel i en batteriboks, kan det imidlertid oppstå branner, ifølge brannutreder Michael Steen i firmaet Attention TC.

– Det kan bli som et lite fyrverkeri med brennende celler som hopper av gårde.

Steen har også etterforsket flere branner med litiumbatterier på 9 volt – i røykvarslere.

12. Hvilke myter finnes om batteribranner?

– Det er mange ulike oppfatninger. I den ene enden har vi folk som jobber med batterier og er teknisk kyndige. De kan synes det er latterlig å snakke om brannsikkerhet, siden de mener at batteriene er trygge. I den andre enden har vi brannvesenet, som må håndtere situasjonen når det virkelig har gått galt, for å si det slik. De ser ofte batteribranner som langt farligere, sier Elias.

– Sannheten ligger egentlig et sted midt imellom. Det er utfordringer som må håndteres, men det er ikke noe dommedagsscenario hvis man bruker sunn fornuft.

En annen misforståelse er at elbiler brenner oftere enn fossildrevne biler. Dette avviser MSB, som har laget en oversikt over branner i elbiler, elsykler, hoverboards og andre elektriske kjøretøy mellom 2018 og 2023.

– Det er viktig å understreke at vi per i dag ikke ser noen dramatisk økning i branner som skyldes batterier i elektriske transportmidler, sier Näsman i MSB.

Hoffmann i MSB mener brannvesenet ofte har en feilaktig oppfatning av elsikkerhetsrisikoen ved batteribranner.

– Det som plager meg mest er når utrykningspersonell sier «Vi tar ikke i en elbil som brenner eller har krasjet, fordi den kan være strømførende». Det er så fake news at jeg blir trist. For at man skal få elektrisk støt, kreves det en lukket krets. Men en elbil gir deg ingen lukket krets, siden det er et flytende system uten jordforbindelse, sier han og fortsetter:

– I tillegg snakkes det mye om giftige branngasser, men jeg vil påpeke at det ikke finnes noen røykgasser som er ufarlige – ikke engang sigarettrøyk. Når en bil brenner, dannes det store mengder giftige gasser. Ta for eksempel cyanidgass, som oppstår når skumgummien i bilsetene brenner.

13. Hva skjedde under batteribrannen i Trollhättan?

I begynnelsen av september brøt det ut en storbrann i lokalene til gjenvinningsselskapet IQR Properties i Trollhättan. Ifølge lokalavisen TTela brant mellom 500 og 600 tonn batterier. Et VMA (viktig melding til allmennheten) ble sendt ut, der alle i området ble bedt om å holde seg innendørs og stenge dører, vinduer og ventilasjon. Brannen var vanskelig å slukke, og i et innslag fra SVT kan man høre kraftige eksplosjoner.

På anlegget mellomlagres innsamlede batterier før de sendes videre for gjenvinning i Europa. Årsaken til brannen er fortsatt under etterforskning.

I januar samme år brant det på samme sted. Ifølge IQR skyldtes det da feilsorterte batterier.

Artikkelen ble først publisert på Ny Teknik for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.