Bild: RISE toppmoderna anläggning i Borås.

Litiumjonbatterier är idag mycket vanliga och finns bland annat i mobiltelefoner och i de flesta elfordon. Vi på Qsys jobbar med logistik och lager – ett sammanhang och en miljö där de här batterierna förekommer i hög grad. Därför blev vi nyfikna på vilka risker som finns med batterierna.

Vi vände oss till RISE, Research Institutes of Sweden, som är ett forskningsinstitut och en innovationspartner för företag, akademi och offentlig sektor inom en mängd områden. I Borås jobbar man bland annat med batteriprovning i en toppmodern anläggning som invigdes nyligen. Här fick vi en pratstund med Maria Quant.

Testanläggning i världsklass

Maria Quant doktorerade i kemi på Chalmers för ca två år sedan. Idag arbetar hon på RISE som forskare på avdelningen för brand och säkerhet inom batterier. Här jobbar forskare, projektledare och ingenjörer sida vid sida. Anläggningen är en av världens mest moderna och ger möjlighet att provocera allt från små batterienheter till hela fordon. Byggnaden är explosionssäker. Den har egen rökgasrening och vattenrening för att kunna ta hand om giftiga ämnen från gaser och vätskor så att de inte kommer ut i miljön.

– Vi testar batteritekniker och tittar på vilka risker som finns. Här utförs ”abusetester” eller förstörelsetester där batterierna provoceras så mycket att vi kan upptäcka och forska på värsta möjliga scenario, som t ex brand och explosion, säger Maria.

Batteribränder ovanliga – men allvarliga

Brand i batteridrivna fordon är dock relativt ovanligt. Det är fem gånger vanligare att ett traditionellt fossildrivet fordon fattar eld än ett batteridrivet. Men, det är just de svåra konsekvenserna som uppstår när batterier brinner som Maria och hennes kollegor tittar på.

– När man förvarar mycket energi på en liten plats, som i ett batteri, så finns det risker. Vanligast är att batterierna skadas och en termisk rusning uppstår, konstaterar Maria.

En svårupptäckt process

En termisk rusning innebär att batteriet börjar självuppvärmas. Det kan ske långsamt och är i början knappt märkbart för att sedan rusa okontrollerat. Det bildas då explosiva gaser som kan leda till explosion och brand.

– Har processen dragit igång i en cell så är den nästan omöjlig att stoppa. Därför är det viktigt att isolera den händelsen så att den inte sprider sig till andra celler. Vi har haft batterier som vi provocerat, och som till synes verkat ha varit oskadda, men som flera dagar efter händelsen börjat brinna. Vi forskar bl a på sprinklersystem inuti batteripacken som kan stoppa den termiska rusningen, alltså dominoeffekten via cellerna vilket visat sig ge en bra effekt, säger Maria.

Forskning pågår på flera fronter

Det är inte bara RISE själva som testar batterisäkerheten. Externa producenter som t ex biltillverkare och myndigheter hyr in sig för att utföra testerna som oftast omges av hög sekretess och stort hemlighetsmakeri.

– Det finns detektorer kopplade till batterierna idag, och vi forskar en del på ”early detection”, alltså tidig upptäckt. Ett alternativ är att mäta förekomsten av olika sorters gaser inuti batteriet, men sensorerna kan lätt bli förstörda av gaserna. Ett annat sätt är att övervaka temperaturen vilket hittills gjorts på utsidan av batterierna. Men nu forskas det på att mäta temperaturen på insidan, konstaterar Maria.

Nya lagringstekniker

Så, tidig upptäckt är just nu ett hett forskningsområde. Men vi får heller inte glömma att nya energilagringstekniker är på gång. Natriumjonbatterier är t ex ett nytt område där det finns möjlighet att använda vattenbaserade elektrolyter. De är inte eldfängda, men kan å andra sidan inte lagra riktigt lika höga mängder energi ännu. Vi får se vad framtiden ger, men vi vet att batteridrivna fordon och prylar kommer bara att öka framöver.

Marias viktigaste batteritips!

• Viktigast är att följa tillverkarens instruktioner kring laddning och temperatur

• Om du misstänker att ett batteri blivit skadat, t ex i en krock med bilen eller om du tappat ett elcykelbatteri – kontakta omedelbart företaget där du köpte varan så får de guida dig vidare till en expert.