Lithiumbatterijen
Lithiumbatterijen zijn tegenwoordig onmisbaar in onze maatschappij. Ze vormen de energiebron voor talloze apparaten: van telefoons, laptops en e-bikes tot elektrische voertuigen en noodstroomvoorzieningen. Hun hoge energiedichtheid en lange levensduur maken ze aantrekkelijk, maar ze brengen ook veiligheids- en milieuvraagstukken met zich mee. De snelle groei van het gebruik in Nederland vraagt daarom om aandacht voor veilige productie, transport, opslag en afvalverwerking.
Wat zijn lithiumbatterijen?
Een lithiumbatterij bestaat uit een anode en kathode, gescheiden door een elektrolyt waardoor lithiumionen zich kunnen verplaatsen. Tijdens het laden en ontladen migreren deze ionen tussen beide elektroden, wat zorgt voor de opslag en afgifte van elektrische energie.
Het gebruik van lithium als actief materiaal is gunstig omdat het metaal extreem licht is en een hoge elektrochemische potentie heeft. Hierdoor leveren lithiumbatterijen meer energie per kilogram dan vrijwel elke andere batterijsoort.
Er zijn twee hoofdtypen lithiumbatterijen:
Lithium-ion (Li-ion)
Oplaadbaar, gebruikt in elektrische voertuigen, laptops, gereedschap en energieopslagsystemen. Subtypen zijn:
- NMC (nikkel-mangaan-kobalt): hoge energiedichtheid, veel gebruikt in elektrische auto’s.
- NCA (nikkel-kobalt-aluminium): vergelijkbaar met NMC, maar lichter en duurzamer.
- LFP (lithium-ijzerfosfaat): thermisch stabieler, populair in bussen en industriële toepassingen.
- LMO (lithium-mangaanoxide): goedkoper, maar met lagere capaciteit.
- Lithium-metaal (Li-M)
Niet-oplaadbaar, gebruikt in medische apparatuur, camera’s en noodverlichting. Deze cellen bevatten vast metallisch lithium en zijn daardoor gevoeliger voor kortsluiting en oververhitting.
Een variant hierop is de lithium-polymeerbatterij (LiPo), waarin een gelachtige elektrolyt wordt toegepast. Deze batterijen zijn lichter, maar ook mechanisch kwetsbaarder.
Toename gebruik lithiumbatterijen in Nederland
Het gebruik van lithiumbatterijen in Nederland groeit exponentieel. Volgens cijfers van het CBS (2024) en Energy Storage NL reden er in 2024 meer dan 700.000 volledig elektrische auto’s op de Nederlandse wegen, allemaal voorzien van grote lithium-ion accu’s. Daarnaast zijn er op dat moment ruim 6 miljoen e-bikes in gebruik, waarvan een groot deel gebruikmaakt van lithiumbatterijen. Nederland telt in 2024 meer dan 80 grootschalige opslaginstallaties voor batterijen met een gezamenlijke capaciteit van circa 620 MWh. Dit is bijna een verdubbeling ten opzichte van 2023 en jaarlijks worden naar schatting 200 miljoen kleine lithiumcellen (zoals in telefoons, horloges, sensoren) ingevoerd of geproduceerd.
Deze cijfers tonen aan dat lithiumbatterijen niet langer een nicheproduct zijn, maar een structureel onderdeel van onze energie-infrastructuur en consumentencultuur.
Waarom neemt de vraagt toe?
De energietransitie is de belangrijkste reden dat de vraag om lithium batterijen toeneemt. Om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, stijgt de behoefte aan elektrische mobiliteit en duurzame energieopslag. Er zijn veel situaties waarin lithium batterijen gebruikt worden:
- In elektrische voertuigen (EV’s) als aandrijfaccu’s.
- In thuisaccu’s voor opslag van zonne-energie.
- Voor netstabilisatie (om pieken en dalen in het elektriciteitsnet te balanceren).
- Voor industrieel gebruik (denk aan back-upsystemen, logistieke voertuigen, heftrucks, noodverlichting en IT-centra).
Risico’s van lithiumbatterijen
Hoewel lithiumbatterijen veilig zijn bij correct gebruik, kunnen ze gevaar opleveren bij beschadiging, overladen, blootstelling aan hitte of fabricagefouten. De belangrijkste risico’s:
Brand en explosie (thermal runaway)
Wanneer een cel oververhit raakt, kan een oncontroleerbare kettingreactie ontstaan. Hierbij stijgt de temperatuur tot boven 600 °C en komt brandbaar gas vrij. Bij lithium-ionbatterijen met kobaltoxiden (zoals NMC of NCA) is dit risico het grootst.
Giftige gassen
Tijdens brand kunnen giftige stoffen zoals waterstoffluoride (HF), koolmonoxide en dioxines vrijkomen.
Chemische instabiliteit bij beschadiging
Bij doorboring of valincidenten kunnen cellen kortsluiten. Lithium reageert heftig met vocht, waardoor brand of explosie mogelijk is.
Milieuschade
Onjuiste verwerking of lozing van batterijen kan leiden tot verontreiniging met zware metalen en elektrolytresten.
Incidenten en trends
De brandweer registreerde in 2024 bijna 250 branden waarbij lithiumbatterijen betrokken waren, vooral bij e-bikes en kleine energieopslagsystemen. Daarnaast rapporteerden afvalverwerkers een sterke stijging van branden in sorteerlijnen door verkeerd weggegooide batterijen. Hier gaat het vaak om kleine cellen die per ongeluk in het restafval belanden.
Een bekend incident vond plaats in 2023 bij een opslagbedrijf in Brabant, waar een brand in een container met afgedankte e-bike-accu’s ontstond. De bluswerkzaamheden duurden meer dan 12 uur vanwege herontstekingen.
Uit onderzoek van Lumafield blijkt dat fabricagefouten het vaakst voorkomen in goedkope batterijen.
Recycling en afvalbeheer
De verwerking van lithiumbatterijen is een groeiend aandachtspunt. In Nederland vallen de batterijen onder de Europese Batterijenverordening (EU 2023/1542), die in 2024 van kracht is geworden.
Deze verordening verplicht fabrikanten om afgedankte batterijen in te zamelen, een rapportage op te stellen over de herkomst van de grondstoffen, minimale eisen te formuleren voor terugwinning van lithium, kobalt en nikkel en de batterijen traceerbaar te maken via een digitaal ‘Battery Passport’.
Helaas wordt nog maar een klein deel van de afgedankte batterijen daadwerkelijk gerecycled; de rest belandt in een opslag of wordt geëxporteerd.
PGS 37 richtlijnen
Naast de EU-verordening moeten we in Nederland rekening houden met de PGS 37-richtlijnen (PGS 37-1 en PGS 37-2) welke veiligheidskaders voor de opslag en energieopslag met lithium batterijen geven. Meer over de PGS 37-2 voor de opslag van lithium batterijen is op onze pagina Lithium batterijen opslag/PGS 37-2 terug te vinden.
Innovaties in ontwikkeling
De industrie werkt hard aan veiliger en duurzamer alternatieven voor lithium batterijen. Zo is er veel aandacht voor solid state-batterijen (met vaste elektrolyten, waardoor het risico op brand en lekkage verminderd wordt) en natrium-ion batterijen. Laatstgenoemde zijn goedkoper en milieuvriendelijker (ze bevatten daarnaast geen kobalt of lithium). Met het oog op recycling maken nieuwe hydrometallurgische processen terugwinning van metalen efficiënter. Er komen ook steeds meer ontwikkelingen op het gebied van thermische bewaking waarbij slimme sensoren vroegtijdig temperatuurafwijkingen detecteren.
Grote Nederlandse bedrijven, zoals TNO Energy Transition en LeydenJar Technologies, lopen hierin voorop met innovatief onderzoek.
Meer informatie?
Voor meer informatie over lithium batterijen zijn onder meer de volgende links interessant:
Onderzoeken lithium batterijen (NIPV)
De batterijrevolutie (TU Delft)
e4BatteryDelft (TU Delft)
Op onze pagina’s Lithium batterijen opslag/PGS 37-2 en Lithium batterijen transport is meer informatie over deze onderwerpen terug te vinden.
Bovenstaande artikelen verschenen in ons vakblad Chemische Logistiek Magazine. Wilt u de volledige artikelen lezen? Word dan lid van VNCW of neem een abonnement op Chemische Logistiek Magazine.
VNCW-leden hebben toegang tot nog meer informatie over dit onderwerp, zoals onder meer al onze nieuwsberichten en artikelen uit ons vakblad Chemische Logistiek Magazine. Log hiervoor in via onze ledensite.
Nog geen VNCW-lid? Meld u dan nu aan!
