Batteriesicherheit
Ein brandheißes Thema!
Immer mehr Energiespeichermedien basieren auf Lithium-Ionen Technologien. Diese Speichertechnologie erhöht das Gefährdungspotenzial für Personen und Sachgegenstände durch Brände und Explosionen. Im Normalbetrieb gilt das Benutzen von Lithium-Ionen-Akkus als relativ ungefährlich. Dies gilt nur bei sachgemäßen Umgang. Sobald ein technischer Defekt vorliegt, oder eine Lithium Batterie beschädigt wird, kann die Situation schnell kritisch werden.
Besonders gefährlich wird es immer dann, wenn eine Lithium Batterie ihre gespeicherte Energie unkontrolliert abgibt. Denn sobald die entstehende Wärme den Schmelzpunkt des Lithiums überschreitet, kommt es zu einer nicht kontrollierbaren Kettenreaktion, dem gefürchteten thermal runaway (Thermisches Durchgehen). Dadurch wird die Batterie extrem heiß und es entwickelt sich ein unkontrollierbarer Brand, bei dem die Batterie sogar explodieren kann
Die Gefahr liegt in der Bauweise der Lithium-Ionen Batterie. Hier treffen Materialien mit einer hohen Energiedichte auf hochentzündliche Elektrolyte. Durch einen auch nur kleinen Defekt in den Zellen kann es zu einer unkontrollierten Ab-oder Weitergabe der gespeicherten Energie kommen. Sollte die dann entstehende Wärme den Schmelzpunkt des Separators überschreiten, kommt es zu einem thermal runaway. Hohe Wärmeenergie führt zur Verdampfung der Elektrolytflüssigkeit und Entstehung brennbarer Gase. Steigt der Druck über einen gewissen Punkt an, können brennbare Gase freigesetzt und ein zündfähiges Gemisch kann in der Luft gebildet werden. Ein offener Brand an der Außenseite der Batterie kann die Folge sein.
Um diese Frage zu beantworten müssen wir uns den Aufbau der Batterie anschauen. Eine große Lithium-Ionen-Batterie besteht in der Regel aus vielen kleinen Zellen, die miteinander verbunden sind. Sollte nun eine Zelle einen kritischen Defekt haben, im schlimmsten Fall mitten im Zellblock, so können benachbarte Zellen erhitzt werden und somit eine Kettenreaktion auslösen. Diese Kettenreaktion führt zu einer starken Energiefreisetzung. Versucht man die Batterie zu kühlen erreicht das Medium mit dem gekühlt werden soll lediglich nur die äusseren Zellschichten oder nur das Geäuse der Batterie.
Einstufung von Lithium-Ionen-Batterien nach Leistungsklassen (VDS 3103: 2019-06)
Unterschieden wird in drei Leistungsklassen: Geringe Leistung, Mittlere Leistung und hohe Leistung
Geringe Leistung
Geräte mit geringer Leistung wie Notebooks, Tablets, Handys, Multimediageräte, Spielzeug oder Powerbanks. Geräte ≤100Wh
Sicherheitsregeln: Einhaltung der Herstellerangaben. Prüfen des zugelassenen Temperaturbereichs. Nutzung, Laden und Lagern oft zwischen 0 - 35 Grad. (Kann je nach Gerät und Hersteller abweichen)
- Schutz vor Kurzschluss der Batteriepole.
- Schutz vor mechanischen Beschädigungen
- Sofortiges entfernen beschädigter oder defekter Batterien aus den Geräten.
- Laden auf hitzebeständigem Untergrund
Mittlere Leistung
Geräte mit mittlerer Leistung wie E-Bikes, Pedelecs, E-Scooter, Drohnenakkus, größere Gartengeräte und Handwerksakkus. Geräte >100Wh
Sicherheitsregeln: Einhaltung der Herstellerangaben. Prüfen des zugelassenen Temperaturbereichs. Nutzung, Laden und Lagern oft zwischen 0 - 35 Grad. (Kann je nach Gerät und Hersteller abweichen) Kontrolliertes laden unter Aufsicht empfohlen. Empfehlung der regelmäßigen Prüfung der Batterie. Geruchs-und Sichtprüfung. Wie auch der Test im Gerät und der Test im Ladegerät.
- Schutz vor Kurzschluss der Batteriepole.
- Schutz vor mechanischen Beschädigungen
- Laden auf hitzebeständigem Untergrund
- Sofortiges entfernen beschädigter oder defekter Batterien aus den Geräten.
- Abstand zu anderen entzündbaren Gegenständen oder Flüssigkeiten.
Hohe Leistung
Geräte mit hoher Leistung wie Elektro Busse/ Autos, Stromspeicher und elektro Großgeräte >100Wh
Sicherheitsregeln: Einhaltung der Herstellerangaben. Absprache mit dem Sachversicherer. Einhaltung der Sorgfaltspflichten.
Kontrolliertes laden unter Aufsicht empfohlen.
- Schutz vor Kurzschluss der Batteriepole.
- Schutz vor mechanischen Beschädigungen
- Brandschutz empfohlen
- Sofortiges entfernen beschädigter oder defekter Batterien aus den Geräten.
Gefahren durch Lithium-Ionen-Batterien
Sollte eine Lithium-Ionen-Batterie thermisch durchgehen (Thermal Runaway) entsteht neben einer extrem hohen Temperatur auch häufig ein Brand welcher sich schnell und unkontrolliert ausbreiten kann. Zusätzlich besteht die Gefahr das durch eine Explosion Teile der Batterie umherfliegen können.
Lithium-Ionen Batterien
Brandgefahr im Alltag?
Unter normalen Bedingungen gelten Lithium-Ionen-Batterien als nicht gefährlich. Dennoch können Lithium-Ionen-Batterien einen Brand verursachen. Die richtige Handhabung und das Einhalten der Herstellervorgaben können das Brandrisiko deutlich reduzieren.
Häufigste Ursachen
Ursachen können eine elektrische Überlastung, eine mechanische Beschädigung oder eine thermische Überlastung sein. Die häufigsten Gründe sind dabei das Laden mit einem nicht zugelassenen Ladegerät, das Herunterfallen der Batterie, Feuchtigkeitseinwirkungen oder direkte Sonneneinstrahlung.
Maßnahmen für defekte Akkus
- Gerät abschalten, Akku nicht weiterverwenden
- Akku nicht ans Ladegerät anschließen
- Akku aus dem Gerät entnehmen und Kontakte abkleben
- Akku / Gerät bis zur entsorgung geschützt zwischenlagern. Im besten Fall aus dem Gebäude bringen
- Entsorgung beim Händler oder Recyclinghof
Batteriebrände jeden Monat
Jeden Monat gibt es verschiedene Batteriebrände in Deutschland. Auch in Ihrer Region! Aufgrund der nahezu alltäglichen Situation, berichten immer weniger Zeitungen oder Portale über dieses Thema. Ausnahme Sach- oder Personenschäden. Schauen Sie selber bei den Suchportalen Ihrer Wahl unter den bekannten Suchwörtern wie Batteriebrand oder Akkubrand und dem Namen Ihrer Region.