Überschwemmung birgt Brandgefahr in Elektroauto-Batterien durch Salzwasser

Nach einem Hurrikan eilen Rettungskräfte gegen die Zeit, um Trümmer zu beseitigen und Leben zu retten. Doch inmitten des Chaos ist eine neue Gefahr entstanden: Elektrofahrzeuge (EVs), die in Flammen aufgehen. Diese Vorfälle sind keine zufälligen Unfälle, sondern das Ergebnis einer versteckten Bedrohung – dem Eindringen von Salzwasser in Lithium-Ionen-Batterien. Was verursacht solche gefährlichen Reaktionen, und wie können zukünftige Katastrophen verhindert werden?

Kürzlich verwüstete Hurrikan Ian Florida und den Südosten der Vereinigten Staaten und verursachte weitverbreitete Zerstörung und Überschwemmungen. Während der Bergungsarbeiten stießen die Einsatzkräfte auf mehrere Brände von Elektrofahrzeugen in Fahrzeugen, die mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben wurden. Untersuchungen ergaben, dass der Kontakt mit Salzwasser die Hauptursache war. Viele Fahrzeuge waren in Flutwasser getaucht, und der Kontakt mit Salzwasser verschlechtert die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien dramatisch und löst chemische Reaktionen aus, die extreme Brandrisiken bergen. Fahrzeugzulassungsunterlagen zeigen, dass allein in Lee County, Florida, über 7.000 Elektrofahrzeuge betroffen sein könnten – eine erschreckende Zahl, die die Schwere dieser neu auftretenden Bedrohung unterstreicht.

Lithium-Ionen-Batterien bestehen aus einer Kathode, einer Anode, einem Elektrolyten und einem Separator. Der Elektrolyt erleichtert die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen den Elektroden, während der Separator den direkten Kontakt zwischen Kathode und Anode verhindert, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Salzwasser, insbesondere Meerwasser, ist hochleitfähig und korrosiv. Wenn es in eine Lithium-Ionen-Batterie eindringt, leitet es eine Kettenreaktion ein, die zu einem katastrophalen Ausfall führen kann.

• Zersetzung des Elektrolyten: Chloridionen in Salzwasser reagieren mit dem Elektrolyten, wodurch dieser abgebaut wird und Gase und Wärme freisetzt. Der Gasaufbau erhöht den Innendruck und kann zu einem Aufquellen oder einer Explosion der Batterie führen. Gleichzeitig beschleunigt die Wärme chemische Reaktionen und erzeugt eine gefährliche Rückkopplungsschleife.
• Korrosion der Elektroden: Chloridionen korrodieren Kathoden- und Anodenmaterialien und beeinträchtigen die strukturelle Integrität der Batterie. Korrosion reduziert die Kapazität, erhöht den Innenwiderstand und erhöht die Instabilität.
• Ausfall des Separators: Salzwasser verschlechtert die isolierenden Eigenschaften des Separators. Wenn der Separator ausfällt, können sich die Elektroden direkt berühren, was einen Kurzschluss und eine intensive Wärmeentwicklung verursacht.
• Kurzschlussrisiko: Die Leitfähigkeit von Salzwasser kann unbeabsichtigte Strompfade zwischen den Elektroden erzeugen, wodurch Energie schnell freigesetzt und Brände ausgelöst werden.

Angesichts der extremen Risiken, die von beschädigten Lithium-Ionen-Batterien ausgehen, müssen Schiffe, Häfen und Spediteure erhöhte Vorsicht walten lassen, um zu verhindern, dass beeinträchtigte Elektrofahrzeuge auf Handelsschiffe geladen werden. Die Sicherheitswarnung 01-22 der US-Küstenwache betont, dass überflutete oder salzwasserbelastete Elektrofahrzeuge als potenzielle Brandgefahren behandelt und mit äußerster Vorsicht behandelt werden sollten.

Um Risiken zu mindern, fordert die Küstenwache die Interessengruppen auf, die folgenden Maßnahmen zu ergreifen:

1. Überprüfung der Vorschriften für den Fahrzeugtransport: Untersuchen Sie gründlich die Anforderungen gemäß den Gefahrgutvorschriften (49 CFR) und dem Internationalen Code für die Beförderung gefährlicher Güter (IMDG-Code) . Alle Lithiumbatterien werden als Gefahrgut eingestuft, das von der Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA) reguliert wird. Die Einhaltung des Leitfadens für Versender von Lithiumbatterien ist obligatorisch.
2. Bewertung zusätzlicher Anforderungen für beschädigte Batterien: Konsultieren Sie die Sicherheitsberatung der PHMSA zur Beförderung beschädigter oder defekter Lithiumbatterien. Die Sonderbestimmung 376 des IMDG-Codes schreibt die Genehmigung durch die PHMSA oder die Küstenwache vor, bevor beeinträchtigte Batterien versandt werden.
3. Wachsamkeit bewahren: Stellen Sie sicher, dass beschädigte Elektrofahrzeuge nicht auf Schiffe geladen, in Hafeneinrichtungen gelagert oder in Containern versiegelt werden. Alle Mitarbeiter müssen sich an strenge Sicherheitsprotokolle halten.

Während verbesserte Handhabung und Vorschriften unerlässlich sind, liegen langfristige Lösungen in der Weiterentwicklung der Batterietechnologie. Vielversprechende Entwicklungen sind:

• Festkörperbatterien: Der Ersatz von flüssigen Elektrolyten durch feste Alternativen könnte die Brandrisiken erheblich reduzieren.
• Fortschrittliche Elektrolyte: Nicht brennbare, hitzebeständige Elektrolyte können die Batteriestabilität verbessern.
• Verbesserte Batteriemanagementsysteme (BMS): Schlauere Überwachungsalgorithmen könnten Anomalien früher erkennen.
• Strukturelle Verbesserungen: Verstärkte Designs können Umweltbelastungen besser standhalten.

Mit dem Wachstum der Elektrofahrzeug-Einführung wird die Bewältigung dieser Sicherheitsherausforderungen die Zusammenarbeit zwischen Branchen, Aufsichtsbehörden und Herstellern erfordern. Nur durch proaktive Maßnahmen kann das Versprechen einer nachhaltigen Mobilität ohne Beeinträchtigung der öffentlichen Sicherheit eingelöst werden.