18Feb2021 Fachwissen Lithium-Ionen-Akkus – gefährlicher als man denkt

Im heutigen E-Zeitalter spielen Lithium-Ionen-Akkus eine große Rolle. Ob im E-Bike, E-Roller, Akkuschrauber oder in Gartengeräten, das Leichtmetall Lithium steckt in vielen Batterien und Akkus.

Je mehr Geräte mit Lithium-Ionen-Akkus im Einsatz sind, desto größer wird das Brandrisiko. Die Akkus auf Lithiumbasis bergen durch ihre hohe Energiedichte Brandlasten und hohe Brandrisiken. Sobald ein solcher Akku unbeaufsichtigt aufgeladen wird, steigt die Gefahr.

Um dieses Brandrisiko zu verringern, hat asecos eine Typ-90-Schrankserie zum Laden und Lagern neuer oder gebrauchter Akkus entwickelt.

Beispielbild: Lithium-Ionen-Akkus

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Was sind überhaupt Lithium-Ionen-Akkus?

Video: Lithium-Ionen-Akkus: Nicht so sicher wie sie scheinen!

Video: Lithium-Ionen-Akkus: Nicht so sicher wie sie scheinen!

Wie auch Batterien sind Akkus elektrochemische Energiespeicher, welche aus zwei metallenen Elektroden, einem Separator und einem flüssigen Elektrolyten bestehen. 
Lithium hat sich aufgrund seiner besonders günstigen Eigenschaften für Akkus durchgesetzt, denn Lithium ist nicht nur das leichteste, sondern auch das elektropositivste Metall, welches Elektronen besonders leicht abgibt. Dies führt zu einer hohen Energiedichte.

 

Wo kommen Akkus vor?

Durch die Effizienz der Lithium-Ionen-Akkus, werden diese in immer mehr Geräte verbaut. Ob in Haushalts- oder Gartengeräten, E-Bikes, E-Scootern, Handscannern, Elektrowerkzeugen, Kameras oder Laptops – hier sind überall Lithium-Ionen-Akkus verbaut.

 

Doch was macht Lithium-Ionen-Akkus so gefährlich?

 Praxisbeispiel der ION-LINE

Praxisbeispiel vom Oktober 2020 bei einem französischen Hersteller von Lithium-Ionen-Akkus. Das Gebäude wurde vollständig zerstört - keinen Personenschaden. Ein asecos Sicherheitsschrank der ION-LINE hielt stand und verhinderte das Übergreifen der Flammen auf die gelagerten Akkus.

Im Normalbetrieb gilt der Gebrauch von Lithium-Ionen-Akkus als sicher. Doch dies besteht laut VDE (Verband der Elektrotechnik) nur solange, wie jeder ordnungsgemäß mit ihnen umgeht.
Dennoch sollte das Brandrisiko nicht unterschätzt werden. 

Auch wenn die exakten Brandursachen nicht in jedem Fall festgestellt werden können, gilt es als besonderes riskant, wenn ein Lithium-Ionen-Akku:

  • mechanisch beschädigt ist, beispielsweise wenn ein E-Bike in einen Verkehrsunfall verwickelt ist.
  • durch Tiefenentladung vorgeschädigt ist und eine Zelle instabil wird. Die Folge: Innere Kurzschlüsse und starke Erhitzung.
  • durch extreme Energie- und Wärmequellen thermisch überbelastet ist. Dies kommt vor, wenn z.B. bei starker Sonneneinstrahlung ein Kühlsystem ausfällt, was zu einem inneren Kurzschluss führen kann.
  • beim Laden und Entladen elektrisch überlastet wird, bspw. aufgrund einem Defekts der Schutzelektronik.

Der typische Schadensfall mit Lithium-Ionen-Akkus ist die spontane Selbstentzündung nach einem technischen Defekt des Akkus, durch mechanische Einwirkung auf den Akkus (bspw. durch einen Stoß) oder mittels thermischer Überlastung.

Das fatale an einem Akkubrand: Es kann vorkommen, dass sich der Akku zeitverzögert erneut entzündet, obwohl dieser bereits gelöscht wurde.
Brände mit Lithium-Ionen-Akkus sind nur schwer löschbar, da selbst ein sofortiges Kühlen mit Wasser nur die Außenhülle erreicht.

 

Welche gesetzlichen Vorschriften gibt es?

Derzeit werden Lithium-Ionen-Akkus als Gefahrgut und nicht als Gefahrstoff gekennzeichnet. Aus diesem Grund gibt es für die Bereitstellung und Lagerung noch keine allgemeingültigen Vorschriften, Normen oder Schutzziele.
Jedoch gilt, sobald in einem Unternehmen Lithium-Ionen-Akkus gelagert oder genutzt werden, ist der Unternehmer dazu verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen.
Zudem ist jeder Arbeitgeber durch §5 des Arbeitsschutzgesetzes verpflichtet, die Unfall- und Gesundheitsrisiken seiner Arbeitnehmer zu ermitteln und bewerten. Auch fordert die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) sämtliche Gefährdungen, die von Arbeitsmitteln, der Arbeitsumgebung und den Arbeitsgegenständen ausgehen einzubeziehen.

Somit müssen das Unternehmen und der Arbeitgeber sicherstellen, dass

  • Gefährdungsbeurteilungen durchgeführt werden, um sämtliche Brand- und Explosionsrisiken zu bewerten.
  • aus der Gefährdungsbeurteilung geeignete Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln für die Mitarbeiter abgeleitet werden.
  • Betriebsanweisungen für den Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus erstellt und für jeden Mitar-beiter sichtbar ausgehängt werden.
  • die Wirksamkeit der getroffenen Schutzmaßnahmen regelmäßig überprüft und ggf. korrigiert oder erweitert werden.

Der Verband der Sachversicherer (VdS) hat das Merkblatt 3101 mit Hinweisen zur Schadensverhütung bei der Bereitstellung von Lithium-Batterien in Produktions- und Lagerbereichen publiziert.


► Unser Expertentipp

Offensichtlich beschädigte Lithium-Ionen-Batterien sollten grundsätzlich nicht innerhalb von Gebäuden gelagert werden, da von diesen ein erhöhtes Brandrisiko ausgeht. Entsorgen Sie diese unverzüglich in dafür vorgesehene, transportzugelassene Entsorgungsbehältnisse außerhalb vom Gebäude.

 

 

Und wie lagere ich nun die Lithium-Akkus sicher?

Sicherheitsschränke der ION-LINE

Für ein sicheres Lagern und Aufbewahren von Lithium-Ionen-Akkus sind folgende Grundregeln immer zu beachten:

  • Trocken lagern und vor Feuchtigkeit schützen
  • Kühl lagern und vor Wärmequellen schützen
  • Vor mechanischen Beschädigungen schützen (bspw. durch einen Anfahrschutz)
  • Möglichst ebenerdig lagern, um eine schnelle Evakuierung im Brandfall zu gewährleisten
  • Ausreichende Belüftung sicherstellen
  • Möglichst in der Originalverpackung lagern und Kartons nicht höher stapeln als vom Hersteller vorgegeben
  • Nicht mit anderen Stoffen zusammenlagern
  • In speziellen Bereichen lagern mit feuerbeständiger Umgebung, geeigneten Brandmeldeeinrichtungen und Brandunterdrückungsanlagen.

 

Sicheres Laden und Lagern dank Sicherheitsschränken

 asecos ION-LINE

Für die sichere Lagerung und das Aufladen von Lithiumbatterien empfehlen wir den Einsatz von entsprechenden Sicherheitsschränken.
asecos entwickelte mit den Sicherheitsschrankmodellen der ION-LINE, eine Typ-90-Schrankserie speziell zum sicheren Laden und Lagern neuer und gebrauchter Akkus. Die Akkus können entweder über einen bestimmten Zeitraum sicher aufbewahrt werden (passive Lagerung) oder es kann ein Aufladen der Akkupacks im Sicherheitsschrank mithilfe eines Ladegeräts stattfinden (aktive Lagerung). Da hierbei Wärme entstehen kann, welche in Hitze umschlägt und in einem Feuer enden kann, sind die PRO-Modelle der Sicherheitsschränke zum Laden von Lithium-Ionen-Akkus mit einem mehrstufigem Warn- und Brandunterdrückungssystem ausgestattet.
 

Die Lithium-Ionen-Sicherheitsschränke gewährleisten zweifachen Schutz vor Flammen: Sie bieten die von asecos gewohnten 90 Minuten Feuerwiderstandsfähigkeit von außen nach innen. Das heißt: Sollte außerhalb des Schrankes ein Brand entstehen, sind die Akkus im Inneren vor dem Überhitzen geschützt. So wird sichergestellt, dass sich die Akkus nicht infolge eines Gebäudebrands spontan entzünden, instabil werden oder explodieren. 
Zudem ist ein 90-minütiger Brandschutz von innen nach außen vorhanden, für den Fall, dass die Akkus sich entzünden.

 

Wissen aus erster Hand

Unser neues Whitepaper ist Ihr ideales Werkzeug zur schnellen Information über Lithium-Ionen-Akkus. Der freie Fachjournalist Dr. Friedhelm Kring hat die notwendigen Fachinformationen zu Lithium-Batterien und deren Gefahren verständlich erklärt.
Tipps, Praxisbeispiele und Checklisten für den Umgang mit dem modernen Gefahrstoff Lithium-Akku runden das Nachschlagewerk ab.

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