Inledning
Begreppet termisk rusning används ofta när man talar om bränder i litiumjonbatterier. Det låter tekniskt, men beskriver i grunden ett okontrollerat förlopp där ett batteri blir allt varmare och till slut kan börja brinna eller explodera. I vår huvudguide går vi igenom mer generellt kring risker och orsaker till batteribränder, medans vi här går igenom den lite mer tekniska delen.
För många sker detta plötsligt och utan förvarning. Ett batteri som fungerat normalt kan på kort tid börja ryka, fräsa eller fatta eld. För att förstå varför detta händer – och varför branden kan bli så intensiv – behöver man förstå vad som faktiskt sker inuti batteriet.
I den här artikeln går vi steg för steg igenom vad termisk rusning är, hur den uppstår och varför den är så svår att stoppa när den väl har börjat.
Vad menas med termisk rusning?
Termisk rusning är en självförstärkande process där temperaturen i ett batteri stiger okontrollerat. När vissa kritiska gränser passeras börjar kemiska reaktioner som skapar mer värme än vad batteriet kan göra sig av med.
Värmen driver i sin tur på ännu fler reaktioner, vilket gör att temperaturen fortsätter att öka. Om processen inte bryts kan batteriet börja avge brandfarliga gaser och till slut självantända.
Vad startar termisk rusning?
Termisk rusning uppstår inte av sig själv utan utlöses av någon form av störning i batteriet. Det kan handla om både yttre påverkan och inre åldrande.
Överhettning
Om ett batteri blir för varmt, till exempel på grund av felaktig laddning, dålig ventilation eller hög omgivningstemperatur, kan den kemiska stabiliteten försämras. När värmen inte längre kan ledas bort tillräckligt snabbt ökar risken för att processen accelererar.
Intern kortslutning
Inuti ett litiumjonbatteri finns tunna lager som ska hålla den positiva och negativa elektroden åtskilda. Om dessa skadas – till exempel av slag, klämning eller tillverkningsfel – kan en intern kortslutning uppstå. Det leder till snabb värmeutveckling i cellen.
Överladdning
Vid överladdning pressas batteriet bortom sina avsedda arbetsgränser. Det kan orsaka kemiska reaktioner som skadar cellens struktur och genererar värme. Även batterier med inbyggda skydd kan påverkas om laddutrustningen är bristfällig eller defekt.
Åldrande och slitage
Med tiden bryts batteriets material ner. Det interna motståndet ökar, vilket gör att batteriet blir varmare vid både laddning och användning. Äldre batterier har därför generellt mindre marginaler än nya.
Vad händer inuti batteriet under termisk rusning?
När termisk rusning startar sker flera saker i snabb följd. Processen kan variera beroende på batterityp, men förloppet följer ofta ett liknande mönster.
Steg 1: Oönskade kemiska reaktioner
Vid förhöjd temperatur börjar elektrolyten och elektroderna brytas ner. Dessa reaktioner avger värme, vilket ytterligare höjer temperaturen i cellen.
Steg 2: Gasbildning och tryckökning
Nedbrytningen skapar brandfarliga gaser. Trycket inuti batteriet ökar och batterihöljet kan börja bukta eller ventileras genom säkerhetsöppningar.
Steg 3: Syre frigörs
Vid fortsatt upphettning kan syre frigöras från material i batteriet. Det innebär att branden inte enbart är beroende av syre från luften runtomkring.
Steg 4: Antändning
När gaserna och värmen når en kritisk nivå kan batteriet fatta eld. I vissa fall sker detta explosivt, i andra fall mer gradvis med kraftig rökutveckling.
Varför är bränder vid termisk rusning så svåra att hantera?
En brand som orsakas av termisk rusning skiljer sig från många andra bränder i hemmet.
- Batteriet innehåller både bränsle och energi i sig självt
- Syre kan frigöras internt, vilket gör att branden kan fortsätta även vid begränsad lufttillförsel
- Värmen kan vara mycket intensiv på liten yta
Detta gör att brandförloppet kan bli snabbt och svårt att kontrollera, särskilt inomhus.
Kan termisk rusning sprida sig?
I batteripaket som består av flera celler kan termisk rusning sprida sig från en cell till nästa. När en cell överhettas kan värmen räcka för att trigga samma process i angränsande celler.
Detta är en av anledningarna till att större batterier, som i elcyklar och elsparkcyklar, kan ge upphov till mer omfattande bränder än mindre konsumentbatterier.
Vanliga varningstecken innan självantändning
Alla bränder ger inte tydliga förvarningar, men vissa tecken kan förekomma:
- Batteriet blir ovanligt varmt
- Väsande, fräsande eller knäppande ljud
- Stickande eller kemisk lukt
- Svullnad eller deformation av batteriet
Om något av detta uppstår bör batteriet inte användas eller laddas vidare.
Förebyggande åtgärder – fokus på riskminimering
Det går inte att helt eliminera risken för termisk rusning, men rätt hantering kan minska både sannolikheten och konsekvenserna.
- Använd endast avsedd laddare och hel laddutrustning
- Ladda batterier på obrännbart underlag
- Undvik att ladda skadade eller åldrade batterier
- Förvara batterier svalt, torrt och skyddat
- Placera laddning och förvaring på avstånd från brännbara material
Förebyggande brandskydd handlar om att acceptera att risk finns, men att hantera den på ett genomtänkt och kontrollerat sätt.
Sammanfattning
Termisk rusning är ett självförstärkande förlopp där ett litiumjonbatteri blir allt varmare tills det kan börja brinna. Processen drivs av kemiska reaktioner som alstrar både värme och brandfarliga gaser, ibland tillsammans med frigjort syre.
Genom att förstå vad som händer vid självantändning och vilka faktorer som kan utlösa processen blir det lättare att fatta kloka beslut kring laddning och förvaring. För den som vill arbeta mer strukturerat med förebyggande åtgärder finns det lösningar för säkrare hantering att läsa mer om hos Batteriväktaren.
Relaterade artiklar:
Batteribränder – orsaker, risker och hur du skyddar ditt hem
Varför litiumjonbatterier kan börja brinna