Lithium-Ionen-Batterien Wo viel Energie komprimiert wird, steigt auch das Gefahrenrisiko

Lithium-Ionen-Batterien haben sich im Segment Kleinfahrzeuge und Automotive längst etabliert und entwickeln sich rasant weiter. Obwohl die Kraftpakete bei ordnungsgemäßer Handhabung als sicher anzusehen sind, bergen sie spezifische Herausforderungen, insbesondere für den Brandschutz.

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Der erste Weckruf kam 2006: Als sich Laptops spontan selbstentzündeten. Die Folgen waren Megaschäden in Höhe von 429 Mio. US-Dollar, erinnert sich Dr. Michael Buser, Geschäftsführer der Risk Experts Risiko Engineering, noch genau.

Unternehmen besser gegen Gefahren von Lithium-Ionen-Batterien gewappnet

„In einer Riesenaktion mussten weltweit 5 % aller Notebooks zurückgerufen werden, darunter Apple, Sony oder Dell“, so Buser weiter. Damals sah man die Gefahren – wusste aber noch nicht, wie man damit umgehen sollte.

Heute ist man schon einen ganzen Schritt weiter – selbstbewusster zwar, aber immer noch auf der Hut: „Wir stehen kurz vor der Serieneinführung von Li-Batterien in HEV (hybrid electric vehicle), PHEV (plug-in-HEV) oder EV verschiedener deutscher Hersteller. Man kann sicher sein, dass die Automobilhersteller dies nicht leichtfertig machen. Ihre Einschätzung ist, dass die Batterien hinreichend gut sind, für den Start“, erklärt Dr. Harry Döring, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg. Doch ist hinreichend auch ausreichend?

Bei Defekten wird die chemische Energie von Lithium-Ionen-Batterien als thermische freigegeben

Dass Lithium-Ionen-Batterien neben Vorteilen wie schnellem Aufladen und Akkuleistung auch alt- und jüngstbekannte Nachteile bei unsachgemäßer Handhabe mit sich bringen, stellt die Entwickler vor eine komplexe Aufgabe, nicht zu vergessen die Versicherungsgesellschaften. Denn mit den größeren Speicherkapazitäten – im Vergleich zu konventionellen Batterien – steigt eben auch die Brandgefahr. Aber warum eigentlich? Weil „eine Lithium-Ionen-Batterie Brandlast und Zündquelle in einem ist“, bringt es Buser auf den Punkt. Deshalb wird bei Defekten oder unsachgemäßer Handhabung die gespeicherte chemische Energie nicht als elektrische, sondern als thermische Energie freigesetzt – mit der Folge: Feuer.

Zu den spezifischen Gefahren gehören beispielsweise die Selbstentzündung durch technische Defekte. Die Folgen sind heftige Brandereignisse in Verbindung mit einer schnellen Brandausbreitung. Die damit verbundenen Risiken betreffen insbesondere den Brandschutz.

„In Lithium-Batterien sind brennbare Materialien verbaut, die bei Fehlbehandlung zur Selbstentzündung führen können. Bei höheren Temperaturen kann verdampfender Elektrolyt brennbare beziehungsweise explosive Gasgemische bilden“, erklärt Döring weiter. Deshalb werden die verschiedenen Batterietypen derzeit wie ein Gefahrenstoff behandelt, in kleine Einheiten verpackt und brandschutztechnisch abgetrennt.

Merkblatt zur Schadenverhütung formuliert Maßnahmen

Dazu hat eine interdisziplinär zusammengesetzte GDV-Projektgruppe (Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V.) aus Vertretern der Versicherer, der Elektroindustrie, der Automobilindustrie und der Löschanlagentechnik ein Merkblatt zur Schadenverhütung bei Lithium-Batterien erarbeitet. Die Gruppe hat die Risiken untersucht und entsprechende Schadenverhütungsmaßnahmen formuliert. Doch ob ein Brand mit den vorhandenen Löschanlagen beherrschbar ist oder ob bestehende Brandschutzkonzepte überhaupt weiterhin geeignet sind, konnte bislang nicht geklärt werden. Dennoch dient das Merkblatt der Aufklärung über entsprechende Risiken und den richtigen Umgang mit dem Gefahrstoff.

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