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Datum: Kategorie(n): Sicherheit · Gesundheit · Gefahrstoffe · Drucken

Sicherer Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus

Spätestens seit den Rückrufaktionen der Hersteller von Smartphones und Notebooks ist bekannt, dass eine erhebliche Brandgefahr von Lithium-Ionen-Akkus ausgehen kann. Unfälle wie der Brand in einem Flugzeug, der wahrscheinlich durch einen Li-Ionen-Akku in einem Mobiltelefon im Handgepäck ausgelöst wurde, sind zum Glück sehr selten, dann aber meist spektakulär. Sie können bei sachgemäßer Handhabung weitgehend vermieden werden.

Lithium-Ionen-Akkus sind seit 1991 auf dem Markt und werden vielfältig eingesetzt. Nicht nur im privaten Bereich kommen sie zum Einsatz, sondern werden verstärkt auch gewerblich in Elektrowerkzeugen und -maschinen genutzt. Die Vorteile liegen auf der Hand: kein lästiges Kabel an der Maschine und dadurch mehr Bewegungsfreiheit, weniger Gewicht, ein hoher Wirkungsgrad und eine geringe Selbstentladung sowie kein Kapazitätsverlust durch häufige Teilentladung (Memory- Effekt) und kein Batterieträgheitseffekt (Lazy-Akku-Effekt).

Brandgefahr und Handhabung

Problematisch ist die Brandgefahr aufgrund technischer Defekte und unsachgemäßer Handhabung. Hohe Temperaturen in den Lithium-Ionen-Akkus können zu Akkuschäden und auch zum Brand führen. Sie können durch starke äußere Erwärmung, äußeren und inneren Kurzschluss, Überladung und Tiefentladung ausgelöst werden.

Daher dürfen Lithium-Ionen-Akkus keinen hohen Temperaturen und keinem Feuer ausgesetzt werden. Kritisch ist auch eine längere direkte Sonneneinstrahlung sowie im Sommer die Lagerung im Kofferraum eines Fahrzeugs, das direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt ist.

Beim äußeren Kurzschluss werden die Batteriepole durch leitfähiges Material, z. B. durch Fingerringe, kleine Metallgegenstände oder Ablegen auf metallische Untergründe, verbunden. Akkus müssen gegen diesen äußeren Kurzschluss gesichert werden, indem entweder die Batteriepole durch Polkappen geschützt oder die Akkus in die Geräte eingebaut oder in die Haltevorrichtungen der Verpackungen eingelegt werden. Ein innerer Kurzschluss entsteht durch Verbindung der einzelnen Zellen. Er kann durch Fehler beim Herstellungsprozess oder durch mechanische Einwirkung, z. B. durch Herunterfallen, starke Erschütterung oder Vibrationen, ausgelöst werden.

Die Akkus enthalten eine ätzende Elektrolytflüssigkeit. Diese führt bei Kontakt zu Schädigungen der Haut und der Augen. Daher ist ausgelaufene Flüssigkeit mit säurebeständigen Schutzhandschuhen aufzunehmen und entsprechend den Anleitungen der Hersteller zu entsorgen. Beschädigte oder ausgelaufene Lithium- Ionen-Akkus dürfen nicht mehr verwendet werden!

Geräte und Maschinen dürfen nur mit einem dafür vorgesehenen Lithium-Ionen- Akku betrieben werden. Die Akkus dürfen nur mit dem vorgesehenen Ladegerät geladen werden, da die Ladekennlinie auf den Akku abgestimmt sein muss. Schon eine geringfügig zu hohe Ladespannung führt aufgrund zu großer Ladeströme zu einer Erhitzung des Akkus und kann somit einen Brand auslösen. Beim Erreichen der Vollladung muss der Ladungsprozess automatisch durch das Ladegerät sofort beendet werden. Lithium-Ionen-Akkus dürfen nur unter Aufsicht geladen werden.

Lithium-Ionen-Akkus dürfen auch nur bis zu einer gewissen Kapazität entladen werden. Wird diese Mindestkapazität unterschritten, spricht man von Tiefentladung. Diese Tiefentladung kann z. B. durch Kurzschlüsse oder unsachgemäße Verwendung des Akkus erfolgen. Es kommt zum Aufblähen des Akkus und es besteht akute Brandgefahr. Die Geräte und Maschinen, die mit Lithium-Ionen-Akkus betrieben werden, sollten eine Einrichtung zur Akku-Überwachung, z. B. in Form von Kontrolllampen, besitzen, so dass eine Tiefentladung vermieden wird.

Die Ladegeräte sind von Nässe und Staub fernzuhalten. Werden die Ladegeräte im Außenbereich verwendet, dann müssen die Kabel für den Einsatz im Freien geeignet sein. Zusatzschutzeinrichtungen wie RCD-Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen müssen verwendet werden.

Brände mit oder durch Lithium-Ionen- Akkus sind schwer zu löschen. Daher ist bei einem Brand die Feuerwehr zu alarmieren. Der Brand muss mit viel Wasser bekämpft werden, um den Brandherd abzukühlen.

Bei Bränden entstehen giftige Gase und Dämpfe. Beim Löschen sind daher persönliche Schutzausrüstung wie Schutzanzug, Schutzhandschuhe, Schutzbrille und umgebungsluftunabhängiges Atemschutzgerät zu tragen.

Lagerung

Die Lebensdauer von Lithium-Ionen- Akkus ist begrenzt. Sie können üblicherweise 500 bis 1.000 Mal wieder aufgeladen werden. Die Akkus altern am wenigsten, wenn der Ladestand im Bereich von 40–60 % liegt und sie kühl (0–45 °C), aber frostfrei und unbedingt trocken gelagert werden. Bei längerer Lagerung muss von Zeit zu Zeit der Aufladezustand kontrolliert und die Akkus ggf. wieder aufgeladen werden. Vorsicht bei Lagerung von entladenen Akkus: Es kann zur Tiefentladung kommen!

Größere Mengen bzw. leistungsstarke Lithium-Ionen-Akkus müssen in sicherem Abstand zu brennbaren Materialien gelagert werden. Bei der Lagerung innerhalb von Gebäuden sollte ein Freistreifen von 2,5 m zu anderen Gütern eingehalten werden oder die Lithium-Ionen-Akkus in einem brandschutztechnisch abgetrennten Bereich (z. B. im Sicherheitsschrank, Container) gelagert werden! Eine Brandmeldeanlage sollte installiert sein.

Beschädigte Lithium-Ionen-Akkus müssen in säurefesten Auffangeinrichtungen getrennt von anderen brennbaren Materialien gelagert werden. Sie sind umgehend fachgerecht entsprechend den Herstelleranweisungen zu entsorgen!

Transport

Lithium-Ionen-Akkus können als Kleinmengen von Unternehmen im Rahmen der Haupttätigkeit oder als Versorgungstransport transportiert werden. Sie sind Gefahrgut der Klasse 9 („Verschiedene gefährliche Stoffe und Gegenstände“). Allerdings müssen bei Akkus, die in Handys oder anderen Kleingeräten eingebaut sind, keine Vorschriften zum Transport beachtet werden, wenn sie eine Nennenergie von höchstens 100 Wh besitzen. Für größere Akkus, wie sie in Batterierucksäcken von Laubbläsern oder in Handwerksgeräten verwendet werden, müssen Transportvorschriften beachtet werden. Somit unterliegen die Transporte dieser Lithium-Ionen-Akkus und von Geräten, die diese Lithium-Ionen-Akkus enthalten, den Gefahrgutvorschriften.

Beschädigte Akkus dürfen nicht transportiert werden. Müssen diese Transporte durchgeführt werden, sind die notwendigen Maßnahmen mit der zuständigen Behörde abzustimmen.

 

inform Ausgabe 2/2018

Lithium-Ionen-Akku mit den erforderlichen Kennzeichnungen wie Hersteller, Spannung, Kapazität, Energiegehalt und Herstellungsdatum

Akkuhandkreissäge

Bild 1: Gebräuchlicher Akkuschrauber mit Lithium- Ionen-Akku; Bild 2: Herkömmliche Lithium-Ionen-Handy-Akkus älterer Bauart; Bilder: ©Autoren

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Autor/Interviewer: Dr. Kerstin Rathmann und Dipl.-Ing. Hans-Joachim Kuhnsch, E-Mail: kerstin.rathmann@bgbau.de; Dipl.-Ing. Hans-Joachim Kuhnsch