EV-branden: hoe nieuwe batterijtechnologie miljarden kan besparen

Strengere batterijveiligheid nodig nu EV-aantallen en energiedichtheid toenemen

Tegen 2030 zullen wereldwijd naar verwachting 250 miljoen elektrische voertuigen (EV’s) op de weg rijden. Hoewel EV-branden statistisch minder vaak voorkomen dan bij verbrandingsmotoren, zijn ze veel gevaarlijker. Vooral tijdens het laden of wanneer de wagen geparkeerd staat, is het risico op spontane ontsteking reëel. Volgens batterijtechnologiespecialist 24M Technologies volstaat het niet langer om branden te beheersen – ze moeten bij het ontwerp al voorkomen worden.

Toenemend brandgevaar ondanks lagere incidentfrequentie

De recente toename van thermische incidenten met EV’s – in sommige markten tot 33% – is zorgwekkend. Zelfs bij een conservatieve inschatting van één brand per 10.000 voertuigen zouden we tegen het einde van het decennium wereldwijd te maken krijgen met 25.000 EV-branden per jaar. Dat aantal wordt nog verontrustender als je weet dat die branden vaak ontstaan wanneer voertuigen niet in beweging zijn, en dat ze moeilijk te blussen zijn door interne chemische reacties die extreem hoge temperaturen genereren en lang kunnen nasmeulen.

Hogere energiedichtheid verhoogt risico op kortsluiting

De groei in batterij-energiedichtheid is essentieel voor grotere rijbereik en snellere laadtijden, maar heeft ook een keerzijde. Door het gebruik van energierijkere materialen en dunnere veiligheidsmarges binnen de cellen, stijgt het risico op interne kortsluitingen. Die kortsluitingen ontstaan vaak door dendrietgroei: kleine lithiumstructuren die zich ontwikkelen tijdens het laden en ontladen en uiteindelijk kunnen zorgen voor een thermische runaway – een kettingreactie die in enkele milliseconden kan leiden tot brand of explosie.

Recalls kosten miljarden, ontwerpaanpassingen zijn essentieel

OEM’s (original equipment manufacturers) hebben de voorbije jaren al dure lessen geleerd. Herinneringsacties vanwege batterijbranden kostten sommige merken tot één miljard dollar per modelreeks. Volgens 24M Technologies is het huidige batterijontwerp achterhaald. Het is gebaseerd op architecturen die al meer dan 30 jaar nauwelijks zijn veranderd. Processverbeteringen of brandwerende omhulsels zijn volgens het bedrijf onvoldoende: enkel een fundamenteel herontwerp kan de veiligheid echt verbeteren.

De ernst van het probleem wordt ook weerspiegeld in de DFMEA-methodologie (Design Failure Mode and Effects Analysis), waarbij batterijproblemen volgens 24M thuishoren in de hoogste risicocategorie – vergelijkbaar met defecte airbags of remsystemen.

Impervio: preventie in plaats van reactie

Als antwoord op deze uitdagingen ontwikkelde 24M de Impervio-technologie, een innovatieve separator die ingebouwd wordt in individuele batterijcellen. In tegenstelling tot klassieke beveiligingssystemen die reageren ná een incident, voorkomt Impervio dat thermische runaways überhaupt ontstaan. Het systeem onderdrukt dendrietgroei, detecteert interne fouten en kan een risicovolle cel uitschakelen voordat deze oververhit raakt.

In vergelijkingstests tussen standaardcellen en Impervio-cellen bleek het verschil frappant: waar de conventionele cel na 38 minuten overladen explodeerde, bleef de Impervio-versie koel en intact, zelfs na een uur overcapaciteit.

Gerichte terugroepacties en langere levensduur

Een bijkomend voordeel van Impervio is het vermogen om individuele cellen te monitoren, waardoor OEM’s gerichter kunnen optreden bij defecten. In plaats van volledige modelreeksen terug te roepen, kunnen enkel getroffen voertuigen geïdentificeerd worden – een potentiële besparing van miljarden. Daarnaast levert de technologie inzichten op rond de toestand en het einde van de levensduur van batterijen, met mogelijke toepassingen voor hergebruik en recycling.

Samenwerking met OEM’s in volle gang

Impervio is compatibel met gangbare lithiumion- en lithiummetaalbatterijen, alsook met 24M’s eigen LiForever-technologie. Het systeem is vandaag al beschikbaar en wordt momenteel geïntegreerd bij verschillende toonaangevende autofabrikanten. Voor EV-producenten die veiligheid willen garanderen zonder aan performantie in te boeten, biedt de technologie een concreet en schaalbaar alternatief.