Wat is oververhitting?
In elke lithiumbatterij van elke telefoon, laptop en elektrische auto zit een stof die vlam vat als deze te heet wordt. De afscheider die hem stabiel houdt, is dunner dan een mensenhaar.
Elke grote batterijfabrikant kent de thermische limieten van zijn cellen. Panasonic, CATL, LG, Samsung SDI, SK On-ze ontwerpen allemaal om onder deze limieten te blijven. Toch blijven er branden voorkomen, in garages en parkeergarages en op vrachtschepen die de Stille Oceaan oversteken.
Volgens bedrijfsdocumenten had CATL alleen al in 2024 genoeg cellen verscheept om meer dan 7 miljoen elektrische voertuigen van stroom te voorzien. De meeste van die pakketten zullen nooit een probleem hebben. Sommigen zullen dat wel doen.
"Je kunt niet elke cel testen", zegt Venkat Srinivasan, directeur van het Argonne Collaborative Centre for Energy Storage Science. "Je test monsters. Je stelt toleranties in. Dan hoop je dat je productieproces consistent genoeg is."
De bevindingen uit onderzoeken naar batterijbranden, die vaak maanden later worden uitgevoerd, laten zien dat thermische runaway meestal met iets kleins begint. Een deeltje metaalverontreiniging. Een vouw in de elektrodecoating. Een separator die op een dinsdagmiddag bij één productielijn iets te dun uitkwam.
Slechts één defecte cel in een pakket van 4000-het aantal in een typische EV-batterij kan zijn buren boven hun eigen tolerantie verhitten. De reactie verspreidt zich. De temperatuur stijgt tot voorbij de 600 graden. Het pakket blaast vlammen.
Zie ook: General Motors Bolt EV-terugroepactie, 2021. LG Energy Solution betaalde $1,9 miljard.
"We vonden twee defecten in dezelfde cel", zei een persoon die bekend was met het onderzoek destijds. 'Een van beide alleen zou misschien geen brand hebben veroorzaakt. Beide samen wel.'
Toch hebben toezichthouders geen gestandaardiseerde tests voor thermisch misbruik in de hele sector geëist. Elke autofabrikant, elke celleverancier stelt interne limieten. Wat bij het ene bedrijf goed gaat, mislukt bij het andere.
"De normen zijn overal aanwezig", zegt Shirley Meng, professor aan de Pritzker School of Molecular Engineering van de Universiteit van Chicago. “Er bestaat geen mondiale consensus over wat als veilig genoeg geldt.”
Ter perspectief: een roedel die in een geparkeerde auto in Phoenix zit, kan de temperatuur van 50 graden Celsius bereiken voordat iemand hem aanzet. In Dubai 60 graden. De cellen zijn al warm voordat de eerste versterker gaat stromen.
En dat zijn normale omstandigheden. Snel opladen voegt meer warmte toe. Opladen bij koud-weer veroorzaakt lithiumbeplating, waardoor de cel maanden later kan kortsluiten. Crashschade wordt mogelijk pas zichtbaar in diagnostische scans als er binnenin al iets is verschoven.
Met zulke kleine marges hangt de veiligheid van een batterij vrijwel volledig af van de productiekwaliteit. Een cel gemaakt in een nieuwe fabriek die op maximale snelheid draait om aan de EV-vraag te voldoen, is niet hetzelfde als een cel gemaakt in een volwassen faciliteit met jarenlange procesverfijning.
“Het aantal defecten per miljoen stijgt als je snel opschaalt”, zegt Gene Berdichevsky, CEO van Sila Nanotechnologies en lid van het oorspronkelijke Tesla Roadster-batterijteam. "Dat is gewoon de realiteit."
De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat elektrische voertuigen per gereden kilometer minder snel in brand vliegen dan benzineauto's. De National Transportation Safety Board heeft dit herhaaldelijk gezegd. Dat heeft elke autofabrikant ook.
Het verschil is wat er daarna gebeurt. Een benzinebrand brandt totdat de brandstof op is. Een batterijbrand kan dagen later opnieuw ontstaan als de cellen diep in het batterijpakket nog steeds lading vasthouden. Brandweerkorpsen hebben geleerd om verbrande elektrische voertuigen 48 uur onder observatie te houden. Sommigen hebben zeecontainers gekocht om met water te vullen.
“We kunnen het niet zomaar uitdoven en weglopen”, zei een bataljonschef in de Bay Area, terwijl hij de nieuwe protocollen beschreef die zijn afdeling in 2023 had aangenomen.
Sommige fabrikanten zijn sneller in beweging gekomen dan andere. Tesla houdt gegevens op mobiel-niveau bij van elk pakket in elke auto op de weg. BYD is grotendeels overgestapt op lithiumijzerfosfaatcellen, die hogere temperaturen verdragen voordat ze ontleden. CATL test natrium-ionenchemie die lithium volledig elimineert.
"De technologie is in beweging", zei Srinivasan. "Of het snel genoeg gaat, is een andere vraag."
