FAQ Lithium-Batterien

FAQ Lithium-Batterien

Lithium-Ionen-Akkus sind allgegenwärtig. Sie liefern Strom für Smartphones, PCs, Akkuschrauber, Mähroboter, E-Bikes und Autos. Lithium-Batterien speichern dabei zum Teil enorme Energiemengen in kleinem Raum. Bei Beschädigungen, Produktionsfehlern oder fehlerhaftem Handling kann sich die geladene Energie in einem „Thermal Runaway“ schlagartig freisetzen und schwerwiegende Brände verursachen. Um die von Li-Io-Akkus ausgehenden Brandgefahren bestmöglich einzugrenzen und bei einem Feuer optimal vorbereitet zu sein, beantwortet DENIOS hier die am häufigsten gestellten Fragen rund um den Umgang mit Lithium-Batterien.
 


Unterschiede von Lithium-Batterien

Welche Lithium-Batterien gibt es?

Lithium-Batterien unterscheiden sich einerseits durch ihre Zellchemie: Es gibt z.B. Lithium-Polymer- und Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Andererseits unterscheiden sie sich durch ihre Leistung (Anzahl der in der Batterie verbauten Zellen).

Welcher Lithium-Batterie-Typ brennt am häufigsten?

Obwohl gewisse Zusammensetzungen gemeinhin als sicherer gelten, existieren bezüglich der Zellchemie keine Statistiken, die eine erhöhte oder geringere Brandgefahr bestimmter Akkutypen bestätigen. Praktisch gesehen geht das höchste Brandrisiko von einem defekten Akku aus.

Was sind Lithium-Batterien mittlerer Leistung?

Als Lithium-Batterien mittlerer Leistung gelten in Deutschland alle Lithiummetall-Energiespeicher mit > 2g Li und ≤ 12kg brutto je Energiespeicher. Für Lithium-Ionen-Energiespeicher werden > 100 Wh und ≤ 12kg brutto je Energiespeicher angegeben. Lithium-Akkus mittlerer Leistung sind beispielsweise in Pedelecs, E-Bikes, E-Scootern oder grösseren Gartengeräten verbaut. In Deutschland gibt es für diese Lithium-Akkus ab mittleren Leistungsklassen strengere Sicherheitsvorkehrungen.
 


Lagerung von Lithium-Batterien

Wie viele Lithium-Batterien darf man in Gebäuden lagern?

Es gibt bislang keine gesetzliche Regelung, wie viele Lithium-Batterien maximal in Gebäuden gelagert werden dürfen. 

Warum sollte man Lithium-Batterien vor einer Einlagerung nicht vollständig aufladen?

Lithium-Ionen-Akkus sollten vor dem Einlagern nicht vollgeladen werden, um einer schnellen Alterung des Akkus entgegenzuwirken. Ausserdem kann eine geringere gespeicherte Energiemenge auch die Schwere der Reaktion im Brandfall reduzieren.

Ist es sinnvoll, vor der Einlagerung die Kontakte des Lithium-Akkus abzukleben?

Ja, das ist sinnvoll, da dies die Kurzschlussgefahr signifikant verringert. Abklebbar sind die Kontakte allerdings nur bei Einzelzellen mit offenen Polen. Wenn die Kontakte durch das Batteriegehäuse geschützt sind, ist ein Abkleben nicht möglich.

Wie lassen sich Lithium-Akkus optimal für längere Zeit einlagern?

Lithium-Ion-Batterien sollten optimalerweise bei kühlen Temperaturen in Lithium-Lagerschränken oder Lithium-Lagerräumen gelagert werden. Der Ladezustand (SoC) der Lithium-Akkus sollte zwischen 30 % und 50 % liegen und regelmässig überwacht werden, damit keine Tiefentladung stattfindet. Ab einem Ladezustand von unter 5 % sollte die jeweilige Lithium-Batterie nachgeladen werden, um Schäden durch den natürlichen Entladungsprozess zu vermeiden. Dieser ist individuell und von verschiedenen Faktoren abhängig: Temperatur (höhere Temperaturen begünstigen eine schnellere Entladung), ursprünglicher Ladezustand und Zellchemie. Bei manchen Produkten wie z.B. Mährobotern gibt es spezielle Einwinterungsfunktionen, mit denen das Batteriemanagementsystem automatische Erhaltungsladungen durchführt. In der Regel ist aber eine regelmässige manuelle Prüfung notwendig.

Wie lassen sich Vorgaben zur getrennten Lagerung von Lithium-Akkus im Betriebsalltag am besten umsetzen?

Lager- oder Ladeschränke für Lithium-Akkus sind in der Praxis eine optimale Lösung, da sie sich organisatorisch am besten und einfachsten in den Produktionsbetrieb integrieren lassen. Mit einem Ladeschrank sind definierte Ladeplätze vorgegeben, an denen die Mitarbeiter ihre Geräte zum Laden ablegen. Anderenfalls müssten die Mitarbeiter immer darauf achten, den im individuellen Fall geforderten Sicherheitsabstand einzuhalten. Diese Variante ist allerdings unsicher, da schwierig zu organisieren und zu kontrollieren.

Wie viele Akkus können in einem Lithium-Ionen-Schrank gelagert werden?

Es gibt keine standardmässige gesetzliche oder versicherungsseitige Mengenbegrenzung. In der Praxis geben Grösse und Aufbau des Akkuschranks das mögliche Lagervolumen und -gewicht (Traglast der Lagerebenen) vor. Der Lagerschrank SafeStore von DENIOS beispielsweise ermöglicht eine Lagerung von Lithium-Akkus mit einem Gesamtgewicht von 75 kg pro Lagerebene. Relevant bei der Auswahl von Ladeschränken ist auch der Strombedarf der Ladegeräte. Im DENIOS Ladeschrank SmartStore sind beispielsweise 3 x 16 A verfügbar. Verfügt der Lithium-Ionen-Schrank über eine integrierte Löschanlage, gibt die Bedienungsanleitung darüber Auskunft, wie viel Lagerfläche gegebenenfalls frei gehalten werden muss, um eine optimale Löschung im Brandfall zu gewährleisten.

Gibt es auch Lithium-Batterie-Lagerschränke für den Aussenbereich?

Für die Lagerung von kleineren Mengen an Lithium-Ionen-Batterien im Aussenbereich gibt es von DENIOS das kompakte Brandschutzlager RFP 115 Li-Ion.
 


Laden von Lithium-Batterien

Besteht Brandgefahr nur beim Ladevorgang?

Beim Laden von Lithium-Ionen-Akkus besteht erhöhte Brandgefahr. Besonders gross ist die Gefahr, wenn ein Akku mit kritischem Defekt oder mit einem defekten Ladegerät geladen wird.

Welches Ladegerät sollte man für Lithium-Ionen-Akkus verwenden?

Das Ladegerät muss mit den verwendeten Lithium-Akkus kompatibel sein und sollte vom Hersteller der Li-Akkus als geeignet angesehen werden. In der Regel sind dies die Ladegeräte des Herstellers. Die Nutzung von Plagiaten ist nicht ratsam.

Was ist beim Laden von Li-Ionen Akkus in betriebsfreier Zeit zu beachten?

Das Aufladen einer Lithium-Batterie sollte grundsätzlich überwacht stattfinden. Beim Laden von Li-Ionen Akkus in betriebsfreier Zeit – zum Beispiel nachts oder am Wochenende – ist jedoch eine personelle Überwachung durch Mitarbeiter nicht gewährleistet. Daher ist es unter anderem aus versicherungstechnischen Gründen sinnvoll, einen professionellen Ladeschrank wie den SmartStore von DENIOS zu nutzen, der für das sichere Aufladen von Lithium-Akkus ausgelegt ist.
 


Umgang mit kritischen Lithium-Akkus

Wie erkennt man einen defekten Lithium-Akku?

Von defekten Lithium-Akkus geht die höchste Gefahr aus. Ein defekter Li-Io-Akku ist jedoch oft nur schwer zu erkennen. Interne Defekte sieht man dem Akku nicht unbedingt von aussen an. Es kann sein, dass das Ladegerät einen Defekt erkennt – aber darauf sollten Sie sich nicht zu 100% verlassen. Äussere Anzeichen defekter Lithium-Batterien sind beispielsweise ein beschädigtes Gehäuse (Anzeichen mechanischer Beschädigung) oder ein aufgeblähtes Gehäuse (Anzeichen thermischer Beschädigung).

Wie sollte man mit einem defekten Lithium-Akku umgehen?

Bei einer signifikanten äusseren Beschädigung eines Lithium-Akkus sollte man die Batterie umgehend separieren und der Entsorgung zuführen. Dafür eignet sich ein Quarantänebehälter oder eine für defekte oder beschädigte Lithium-Akkus zugelassene Transportbox.

Was sollte man tun, wenn ein Akku-Gerät herunterfällt?

In der Praxis passiert es immer wieder, dass ein mit Lithium-Ionen-Batterien betriebenes Gerät zu Boden fällt. Das Herunterfallen kann eine mechanische Beschädigung verursachen – abhängig von den äusseren Umständen wie z.B. Fallhöhe, Bodenbeschaffenheit oder der Bauart des Geräts. Wenn ein Akku-Gerät heruntergefallen ist, sollte man es zunächst optisch überprüfen: Ist das Gehäuse gerissen? Ist das Gerät noch funktionstüchtig? Meldet das Ladegerät ein Problem? Stark beschädigte Geräte sollten nicht einfach mit Klebeband repariert, sondern entweder professionell geprüft und Instand gesetzt oder entsorgt werden.
 


Bekämpfung von Lithium-Batterie-Bränden

Welche Ereignisse führen zur Brandgefahr durch Lithium-Akkus?

Ursache für Brände von Lithium-Ionen-Akkus ist immer ein Kurzschluss innerhalb einer Zelle, der zum Thermischen Durchgehen (Thermal Runaway) führt. Diesen Kurzschluss können verschiedene Ereignisse auslösen wie beispielsweise Überladen durch das Ladegerät, Erwärmung oder Eindringen von Fremdkörpern.

Kündigt sich ein Thermal Runaway an?

Ja, durch Ausgasung bzw. Rauch, der aus der Lithium-Batterie dringt. Achtung: Wie lange der Akku raucht, bevor es zum Thermischen Durchgehen kommt, ist sehr unterschiedlich. Das Zeitfenster lässt sich nicht genau abschätzen. Bei Ausgasung oder Rauch ist in jedem Fall Gefahr in Verzug.

Kann man einen brennenden Lithium-Ionen-Akku löschen?

Der interne Kurzschluss innerhalb einer Zelle führt zu einer Kettenreaktion (Übersprung auf benachbarte Zellen innerhalb des Moduls, die sich erhitzen und ebenfalls durchgehen). Eine einmal durchgegangene Zelle ist verloren. Man kann nur das Durchgehen weiterer Zellen durch Kühlung per Löschmittel verhindern und so die Kettenreaktion unterbrechen.

Welche Löschmittel eignen sich für brennende Lithium-Ionen-Batterien?

Lithium-Akkus lassen sich aufgrund der Kühlwirkung in der Regel gut mit Wasser löschen. DENIOS Lagerräume für Lithium-Ionen-Akkus bieten ein vielfältiges Ausstattungsprogramm zur Brandbekämpfung, z.B. durch den Einbau von Löschanlagen. In individuellen Fällen kann Wasser jedoch ungeeignet sein, beispielsweise zur Brandbekämpfung an Lithium-Metallbatterien. Hier darf auf keinen Fall Wasser zum Löschen verwendet werden. Daher gibt es weitere Mittel zur Brandbekämpfung, die eine Brandausbreitung verhindern. Lithium-Ionen-Schränke von DENIOS gibt es in Modellvarianten mit Aerosollöschtechnik. Auch die DENIOS Lithium-Lagerräume sind mit Aerosol-Löschtechnik erhältlich. Um in Transportboxen für Lithium-Batterien mögliche Brandschäden zu minimieren, wird ein Füllmittel aus Siliziumdioxid (Pyrobubbles) verwendet. Es besitzt eine geringe Wärmeleitfähigkeit und wirkt elektrisch isolierend.

Wird im Batterielager eine Löschwasserrückhaltung benötigt?

Ob eine Löschwasserrückhaltung benötigt wird, entscheidet die jeweils zuständige Behörde im Individualfall. Falls erforderlich, gibt es von DENIOS passende Ausstattungslösungen für Raumsysteme sowie Flüssigkeitsbarrieren.