Lasst uns die Helden retten.

Letzten Sonntag hörten die Arbeiter in einer Aricell-Anlage in Südkorea Knallgeräusche und sahen Rauch von einem großen Stapel loser Lithium-Metall-Primärzellen aufsteigen, die in Trays verpackt waren. Sie näherten sich sofort dem Stapel und begannen, Trays zu entfernen, in der Hoffnung, die Quelle zu finden und das Feuer zu löschen. Sie wussten, dass sich ein Brand schnell ausbreiten und gefährliche Dämpfe und Rauch mit unter anderem Flusssäure freisetzen würde. Während sie gruben, gab es mehr Knallen und Rauch und schließlich schossen Funken und Flammen aus dem Batteriestapel. Einer von ihnen holte einen Feuerlöscher, und mehrere andere suchten nach Möglichkeiten zu helfen, standen aber mangels Werkzeugen in respektvollem Abstand und hofften, die Ausbreitung des Feuers irgendwie verlangsamen zu können. Schließlich gingen die Zellen wie Popcorn los, und Rauch füllte den Raum bis zur Unkenntlichkeit und Unatembarkeit.

Das Video dazu können Sie hier sehen. Obwohl ich es nicht bestätigen kann, würde ich vermuten, dass die meisten Personen in diesem Video zu den 23 Menschen gehören, die bei dem Brand, der die gesamte Fabrik erfasste, ums Leben kamen. Ein Video der brennenden Fabrik ist hier zu sehen.

In der letzten Woche habe ich mir diese Videos mehrmals angesehen und die Tapferkeit der Männer und Frauen gesehen, die zunächst versucht haben, das Feuer zu bekämpfen. Sie versuchen, ihre Kollegen, ihre Anlage, ihr Unternehmen, ihre Stadt zu retten. Was sie als Hilfsmittel zur Hand hatten, ist, ehrlich gesagt, erbärmlich. Gab es nichts, was man auf den Brand hätte werfen können? Eine Tüte mit etwas, das man darauf hätte werfen können? Sprinkler über Kopf, die eine Flüssigkeit (Wasser?) freisetzen könnten, um den Brand zu verlangsamen oder zu löschen? Warum hatten sie nichts außer einem Feuerlöscher und viele Leute standen herum, wollten ihren Kollegen helfen, wussten aber nicht, was sie tun sollten oder hatten keine Materialien zur Hand, um es zu tun?

Im Folgenden werde ich diese und weitere Ideen auflisten und dann einen Aufruf zum Handeln an die Industrie richten. Bitte lesen Sie weiter – wenn Sie helfen wollen, erhalten Sie eine Gelegenheit.

Werkzeuge für die Helden

Ich bin kein Feuerwehrmann und habe keine Ausbildung. Aber als Leiter eines Konsortiums für Batteriesicherheit hatte ich die Gelegenheit, viele Gespräche mit Feuerwehrleuten und mit Menschen und Unternehmen zu führen, die Materialien, Werkzeuge und Techniken entwickeln, die eingesetzt werden können, um das Wachstum von Batteriebränden zu verlangsamen oder sie zu löschen.

Batteriebrände sind einzigartig, da die gespeicherte elektrische Energie SEHR hoch ist und SEHR schnell freigesetzt werden kann. Batteriebrände sind selten, und das sollte der Kontext für den Rest dieser Diskussion sein. Es ist nicht unsicher, in einer Batteriefabrik zu arbeiten oder batteriebetriebene Geräte in Ihrem Haus oder bei sich zu tragen. Aber wenn sie auftreten, sind sie SOFORT und HEFTIG. Es bleibt einfach nicht viel Zeit zu reagieren, sobald sie beginnen.

Um eine zeitliche Begrenzung festzulegen: Von den Videos, die ich gesehen habe, würde ich sagen, dass jede Reaktion innerhalb der ersten 30 Sekunden nach den ersten Flammen, vielleicht 60 Sekunden im äußersten Fall, erfolgen muss, um wirksam zu sein. Selbst das erscheint sehr lang, daher wäre es ideal, die ersten 5-15 Sekunden anzupeilen, oder sogar bevor das Feuer beginnt.

Obwohl ich weder geschult noch erfahren bin, bin ich kreativ und durch die Gespräche, die ich geführt habe, einigermaßen informiert. Im Folgenden finden Sie eine Liste von Ideen, die hätten umgesetzt werden können, wobei ich, wo ich mich erinnere, die Quelle der Ideen angegeben habe. Ich beginne mit denen, die früher umgesetzt werden können.

Sensoren

Meine ersten Gespräche über Sensoren für Lithiumbatteriebrände hatte ich (separat) mit Brian Engle von Amphenol und Randy *** von Li-Ion Tamer. Beide arbeiten daran, Sensoren zu implementieren, die Alarme für Batteriepacks erkennen und auslösen können, sei es für Automobilanwendungen (Amphenol) oder für große Energiespeicher (Li-Ion Tamer). Soteria entwickelt außerdem eine Reihe von Lithium-Ionen-Brandmeldern auf Basis von Gassensoren, die für industrielle Zwecke WLAN- und Bluetooth-Funktionen besitzen werden.

Diese Sensoren können einen sehr schnellen Hinweis auf die erste Entgasung geben, die auftreten kann, bevor Flammen sichtbar sind, und somit Minuten Vorwarnzeit bieten. Dies kann entscheidend sein.

Unternehmen, die hier genannt werden müssen, sind Amphenol, Kulr, Nexceris, Li-Ion Tamer,

Schutzverpackung (passiv)

Die Zellen scheinen in offenen Plastikschalen zu liegen, vielleicht der schlechtesten möglichen Verpackung. Die explosiven Energieabgaben im Video geschehen immer aufgrund eines Versagens des Separators und einer schnellen Freisetzung der gespeicherten elektrischen Energie, was durch Hitze verursacht wird. Sobald eine Zelle ausfällt, kann sich die Hitze durch Konvektion, Strahlung oder Leitung ausbreiten. Diese Plastikschalen können die Leitung verlangsamen, aber Konvektion und Strahlung sind weit offen. Und wenn in einer Zelle etwas schiefgeht, gibt es nichts, was die Zelle vor Überhitzung schützt.

Einige Möglichkeiten für die Verpackung sind:

• Geschlossene Behälter aus Materialien, die Strahlung hemmen (Metalle)
• Geschlossene Behälter sollten eine Gasentlüftung haben, die heiße Gase entweichen lässt, sie aber von anderen Zellen wegleitet.
• Wärmeleitende Behälter, die Wärme aus einer Zelle ableiten. Dies könnten Metalle oder Flüssigkeiten in Kanälen unter und um die Zellen sein.
• Wärmeisolierung zwischen den Zellen.

Zu nennende Firmen sind WL Gore, Kaneka, Mitsui.

Reaktive Behälter (aktiv)

Hier meine ich Behälter, die auf etwas reagieren, das in einer Zelle, die sie halten, schiefgeht. Sie könnten auf Temperatur-, Spannungs-, Druckänderungen oder eine Gaskonzentration reagieren. Hier sind einige Beispiele, aber wahrscheinlich gibt es noch viele weitere:

• Hitze in der Verpackung bewirkt, dass eine Membran schmilzt oder platzt, wodurch eine feuerlöschende Flüssigkeit, Gas oder Feststoff freigesetzt wird.
• Thermische, Gas- oder Spannungsüberwachung löst eine aktivierte Kühlung und ein Alarmsystem aus.
• Spannungsüberwachung löst die Entladung einer Zelle aus, die ein abweichendes Verhalten aufweist.
• Die Spannungsüberwachung könnte hier über flexible Steckverbinder erfolgen, ähnlich den Steckverbindern in einer Taschenlampe oder anderen Einwegbatteriegeräten.

Zu nennende Unternehmen sind ??

Sprinkleranlagen und andere Löschmittel

Eine Sprinkleranlage ist offensichtlich, aber möglicherweise nicht ausreichend. Ich habe ein Wassernebelsystem von Siemens gesehen, verschiedene Flüssigkeiten und Feststoffe, die Brandlöscheigenschaften besitzen. Sie könnten in Form von Feuerlöschern oder als Teil eines Systems vorliegen, das durch einen der zuvor genannten Sensoren aktiviert wird.

Zu nennende Unternehmen sind Siemens, DGeo,

Löschmittel

Es gibt viele Materialien und Techniken, die zur Brandbekämpfung bei Lithium-Ionen-Batterien beworben werden. Dazu gehören:

• Decken, einschließlich der von ***
• Pulver- und Pelletmaterialien, einschließlich der von Cellblock und DGeo und ***
• Flüssigkeiten, einschließlich der von ***

Diese in der Nähe zu haben, hätte den Arbeitern etwas gegeben, womit sie das Feuer bekämpfen konnten.

Persönliche Schutzausrüstung

Keiner der Arbeiter schnappte sich eine Gasmaske, Handschuhe, einen flammenfesten Mantel, eine Decke – nichts. Es gibt heute eindeutig Lösungen, die – selbst wenn sie das Feuer nicht gestoppt hätten – ihnen Zeit gegeben hätten, rauszukommen, sobald sie merkten, dass es hoffnungslos war, zu kämpfen.

Bildung

Die Beobachtung der Arbeiter in der Fabrik war, nun ja, schmerzhaft. Sie wussten eindeutig nicht, was sie tun sollten. Sollten sie gehen? Einige hielten sich zurück und beobachteten. Sollten sie das Feuer bekämpfen? Sie hatten keine griffbereiten Werkzeuge außer einem Feuerlöscher. Gab es persönliche Schutzausrüstung, Gasmasken oder Ähnliches, die ihnen beim Atmen helfen konnten, während sie den Stapel der Trays durchwühlten?

Ein Aufruf zum Handeln

In den nächsten zehn Jahren werden Hunderte neuer Anlagen gebaut werden, die entweder Batterien herstellen oder Dinge herstellen, die Batterien zur Stromversorgung nutzen. Wenn wir ihnen nicht helfen, das Spektrum der verfügbaren Schutzstrategien zu verstehen, wird sich dieses Szenario wiederholen.

Viele der oben genannten Ideen sind nicht gut, und viele der besten Ideen sind wahrscheinlich nicht in diesem Beitrag enthalten. Um die besten Ideen zu sammeln, wird Soteria einen Workshop zum Thema "Lithium Battery Production Fire Safety" organisieren, der sowohl virtuell als auch persönlich stattfinden wird, wobei ein Termin im September bald bekannt gegeben wird. Wenn Sie an einer Teilnahme interessiert sind, liken Sie diesen Beitrag bitte, und wir werden Sie kontaktieren. Sollten wir Lösungen vergessen haben, verlinken oder beschreiben Sie diese bitte in den Kommentaren, und wir werden sicherstellen, dass sie während des Workshops berücksichtigt werden. Ein wahrscheinliches Ergebnis des Workshops wird die Bildung einer Arbeitsgruppe sein, die ein Dokument mit Best Practices erstellen wird, das von Sicherheitsbeauftragten dieser neuen Anlagen zur Entwicklung ihrer eigenen Strategie verwendet werden kann. Jede wird ihre eigene Strategie haben müssen, je nachdem, was genau sie tun, aber wir können zumindest eine Ausgangsbasis schaffen.

Ich bin fest davon überzeugt, dass Unternehmen und Führungskräfte sich um ihre Mitarbeiter und deren Sicherheit kümmern. Da jedoch so viele Neueinsteiger in der Branche tätig sind, mangelt es einfach an Wissen darüber, was zu tun ist und was verfügbar ist. Wir als Branche müssen ihnen die Materialien, Geräte und Strategien zur Verfügung stellen, die sie benötigen, und sie dann über das verfügbare Wissen aufklären. Soteria wird bei der Koordination helfen, aber es wird die Zusammenarbeit der Industrie sein, die zu einem neuen Sicherheitsniveau führt.