Sobald eine leistungsfähige und leichte Stromversorgung für mobile Geräte gefragt ist, etwa für Notebooks und E-Bikes, aber auch für Werkzeuge, kommt meist der Lithium-Ionen-Akku zum Einsatz. Dabei vergisst man schnell, dass diese Akkus vergleichsweise hohe Ansprüche an ein sicheres Handling stellen. Missachtet man die Anforderungen, können die Akkus in Brand geraten und teure Schäden verursachen. Da niemand einen Fehler ganz ausschliessen kann, ist es ratsam, den schlimmsten Fall in Betracht zu ziehen und die Gefahrenquelle physikalisch abzugrenzen. Spezielle Sicherheitsschränke mit Feuerwiderstandsklasse F30 oder F90 halten einem Feuer für 30 bzw. 90 min stand und garantieren so die nötige Sicherheit für das Aufladen und die Lagerung der Akkus.
Zeitgemässe Brandschutzmassnahmen und bloss kein Wasser!
Immer wieder kann man in den Medien von Schäden durch fehlerhafte Lithium-Ionen-Akkus lesen. Neben einfachem Versagen des Akkus wird auch oft von Bränden berichtet, die durch überhitzte Akkus entstanden sind. Da Lithium-Ionen-Akkus inzwischen weit verbreitet sind, sollten sich Anwender, die viele solche Akkus im Einsatz haben, die Hintergründe näher betrachten. Es handelt sich zwar um Einzelfälle, nur mit der Zahl der Akkus steigen die Schadensfälle und (Feuer-)Versicherungen enthalten meist einen Passus, der auf den «aktuellen Stand der Technik» beim Brandschutz verweist. Die Firma CEMO aus Weinstadt ist auf Gefahrguthandling spezialisiert und bietet spezielle Sicherheitsschränke mit ausziehbaren Einschüben für das Laden und Lagern solcher Akkus an. Versagt ein Akku, so ist der Schaden auf das Innere des Schutzschrankes begrenzt. Doch warum ist dieser Schutz so wichtig und um welches abzusichernde Gefahrenpotenzial handelt es sich?
Der klassische Bleiakku ist schwer und kann nur wenig Energie speichern. Gefährlich ist bei ihm vor allem die enthaltene ätzende Schwefelsäure. Modernere Akkus wie Nickel-Cadmium enthalten Kalilauge als Elektrolyt, ebenfalls eine ätzende Substanz. Tritt der Elektrolyt aus, ist der Schaden jedoch örtlich sehr begrenzt.
Bei Lithiumspeichern sieht das anders aus. Da Lithium mit Wasser stark reagiert und Wasserstoff entwickelt, werden statt wässriger Elektrolyte hier lösungsmittelhaltige, leicht entzündliche Stoffe eingesetzt. Diese sind zudem temperaturempfindlich, sprich sie sieden vergleichsweise früh und auch der Flammpunkt ist meist recht niedrig. Wird nun die Akkuzelle durch falsche Ladung, einen internen oder externen Fehler bzw. mechanische oder thermische Belastung geschädigt, tritt schnell eine Kettenreaktion ein. Der Akku erhitzt sich, das Lösungsmittel verdampft, bläht die Akkuzelle auf, tritt dann aus und entzündet sich u.U. sofort an der Luft.
Bis zu diesem Zeitpunkt ist nur die gespeicherte elektrische Energie an der Aufheizung beteiligt, der Akku heizt sich durch Kurzschluss sozusagen selbst auf wie eine Kochplatte. Beginnt dann aber das Lösungsmittel zu brennen, kommt zu der elektrischen Energie noch die rund zehnmal höhere Energie der chemischen Stoffe des Akkumaterials hinzu. Statt 1 kWh elektrischer Energie erzeugt ein brennender Akku dann rund 10 kWh Wärmeenergie. Da Lithium sich nicht mit Wasser löschen lässt, ist auch eine Brandbekämpfung schwierig und Sprinkleranlagen sind sogar kontraproduktiv. Selbst das Abdecken mit inerten Materialien, um Sauerstoff abzuhalten und die Masse zu kühlen, versagt, denn der Akku stellt durch seine Inhaltsstoffe Sauerstoff für die Verbrennung bereit. Da der Brandfall nicht vorhersehbar ist, kann man nur die Folgen eindämmen. Sicherheitsschränke sind praktisch überall einsetzbar und übernehmen diese Aufgabe perfekt. Im Brandfall schliessen sich Türen und Lüftungen automatisch, dem Brand wird der externe Sauerstoff entzogen, das Feuer im Schrank eingeschlossen und evtl. entstehende Gase durch eine Abluftröhre nach aussen entsorgt.
Zu 50 bis 80 % geladen, kühl und vor äusseren Einflüssen geschützt lagern
Auch wenn moderne Akkus natürlich keine Brandstifter sind, wird ihre Gefahr oft unterschätzt. Insbesondere in Betrieben mit hohem Akkubestand sollte man sich der Hintergründe bewusst sein. Bekannt ist, dass Lithiumzellen durch Überladung und u. U. durch mechanische Schäden, z. B. durch Absturz des Akkus, mit Temperaturanstieg und Gasentwicklung reagieren können. Tests haben aber auch gezeigt, dass diese Probleme durch Tiefentladung unter 2 V auftreten können. Der Temperaturanstieg kann dann auch bei Tiefentladung zum Brand führen. Beste Vorgehensweise ist daher, die Akkus möglichst kühl und mit 50 bis 80 % der Nennkapazität geladen zu lagern. Wird der Akku nicht genutzt, sollte er alle 4 Monate kurz nachgeladen werden, um die Selbstentladung auszugleichen. Bei neuen Akkus mit unbekanntem Ladezustand ist eine Eingangskontrolle wichtig, um eine Tiefentladung zu vermeiden. Die Aufbewahrung im Sicherheitsschrank ist die beste Vorsichtsmassnahme. Dazu können die Schränke bequem mit Rollauszügen für die einzelnen Akkutypen ausgestattet werden. Je nach Wunsch werden z. B. oben Akkus geladen, darunter volle für die Verwendung oder den Versand bereitgehalten und unten alte Akkus sicher zwischengelagert. Die zur Lagerung von Gefahrstoffen in Arbeitsräumen nach DIN EN 14470-1 und TRGS 510 (Anlage 3) zugelassenen Schränke gibt es daher in unterschiedlichen Ausführungen.
Schränke mit Auszügen, Bodenwannen und weiteren Extras
Die Protecto-Line-Schrankfamilie von Cemo gibt es in Baugrössen mit 195× 60 × 60 cm und 196 × 120 × 60 cm. Bei den Auszügen wählt man zwischen vier, fünf und sechs Vollauszügen mit jeweils 65 kg Tragkraft. Eine Bodenwanne aus Stahlblech fängt eventuell austretende Flüssigkeit auf, eine abnehmbare Blende vor dem Sockel erlaubt ein Unterfahren mit Hubwagen oder Stapler. Von innen höhenverstellbare Füsse erleichtern das Nivellieren auf unebenen Böden. Im Brandfall schliessen die ein- oder zweiflügeligen Türen automatisch per Hydraulik durch die Wärme und verriegeln sich dabei selbsttätig. So ist der Inhalt sicher abgeschlossen. Be- und Entlüftungsöffnung auf der Schrankoberseite führen eventuell auftretende Gase über Rohre aus dem Raum ins Freie und schützen so Mitarbeiter wie Maschinenpark vor giftigen oder korrosiven Gasen.
Beträgt die Feuerwiderstandsfähigkeit 30 oder 90 min, so darf man darin je nach Typ bis zu 200 bzw. 450 l A1-Flüssigkeiten (hoch entzündlich, Flammpunkt unter 21 °C) lagern. Das ist mehr als ausreichend, um auch bei mit Akkus gefülltem Schrank einen Brand und Rauchgasgefahr einzuschliessen.
Infoservice
CEMO GmbH
In den Backenländern 5, DE-71384 Weinstadt
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