Brandschutz bei Li-Akkus: Lagerung und Löschmittel

    Kürzlich ist mal wieder ein Haus spektakulär wegen eines E-Bike-Akkus abgefackelt: Millionenschaden: Sennheiser-Villa brennt ab: E-Bike Akku in Bibliothek entzündet


    Für unsere PV-Insel-Anlage habe ich in der Scheune in einem Anbau einen eigenen Technikraum gebaut, aus Mauersteinen und mit einer feuerhemmenden Türe. Hier swind Solarregler, Wechselrichter, DC-Stromverteilung und die Speicherbatterien untergebracht. Bislang noch Blei-Gel-Akkus. Der künftige Stromspeicher mit 14kWh Batteriekapazität basiert auf LiFePO4 und wiegt rund 140kg. Im Brandfall ist da ordentlich Zunder drin.


    Die klassische Vorgehensweise, einen brennenden Akku "mit sehr viel Wasser kühlen" funktioniert zwar, bedeutet aber auch den neben dem eigentlichen Brand maximal möglichen Kollateralschaden durch tausende Liter Löschwasser.

    Nun gibt es seit einiger Zeit Löschmittel speziell für Akkubrände bzw. Metallbrände. Es handelt sich um Hohlglas-Granulat, also Schaumglaskügelchen. Im Handel als "PyroBubbles" oder "Fireballs" erhältlich. Diese schmelzen bei Temperaturen ab 700-1.000 Grad und bilden eine sauerstoffundurchlässige Glasur um den direkten Brandherd. Für den Transport von Li-Akkus, vor allem für defekte/beschädigte Akkus gibt es auch Transportbehälter, die mit dem Granulat gefüllt sind.

    Es gibt auch Feuerlöscher für Klasse D, die wie ein Pulverlöscher funktionieren, jedoch statt Pulver die "Pyrobubbles" versprühen. Interessant an dem Glasgranulat ist auch, dass es kein Wasser aufnimmt (hydrophob), aber ausgelaufenen Elektrolyt binden kann.


    Ich überlege gerade, ob ich den großen Li-Stromspeicher der PV-Anlage nicht in einen abgetrennten Bereich aufstelle und ringsherum Säcke mit dem Glasgranulat in einem Zwischenraum platziere (oder das Granulat lose einfülle). Zusätzlich würde ich oberhalb des Batterieracks ebenfalls einen Behälter mit dem Granulat aufstellen, der im Brandfall den Inhalt nach unten freigibt und das gesamte Batterierack bedeckt.


    Hier ein paar Links zu Anbietern des Löschmittels:


    Cemo Löschmittel-Füllmaterial, für Lithium-Ionen Lagerbehälter


    Löschmittel / Feuerlöscher für Brände der Brandklasse D


    Fireballs Feuerlöschgranulat für Lithium Akkus


    Für die sichere Lagerung und das Laden von kleineren Akkus (z.B. von E-Bikes oder Akkuwerkzeugen) gibt es diverse Lösungen, bekannt sind z.B. die Beutel aus Glasfasergewebe.

    Aufgefallen ist mir die Akkuschutzbox von EproSafe, die im Wesentlichen aus einer Blechkiste besteht, die innen mit Gipsfaserplatten (der Hersteller schreibt was von Fermacell-Platten) ausgekleidet ist und in dem der Akku geladen und gelagert werden kann. Im Falle eines Druckanstiegs durch Ausgasen eines Akkus öffnet sich auf der Rückseite eine federbelastete Klappe, um den Druck auszugleichen, aber keinen Sauerstoff einzulassen. Technisch pfiffig gelöst, aber ziemlich teuer.


    Wie geht ihr mit der latenten Brandgefahr bei hochenergetischen Akkus wie Lithium-Akkus um?


    Grüsse

    Tom

    Einmal editiert, zuletzt von tomduly ()

    Hey,

    Für unsere 4 E-Bike Akkus haben wir zwei Robbe Ro-Safety XL Boxen. Sicherlich nicht ganz billig, aber wir schlafen so besser. Habe lange überlegt ob ich zwei Taschen oder zwei Kisten kaufe. Den Kisten vertraue ich dann doch etwas mehr.


    VG

    Ich hab eine Kiste mit Pyro-Bubbels in denen ich die geladenen Akkus lagere. Die sind rundum von den Pyro-Bubble-Beuteln umschlossen.


    Die Bubble-Beutel sind saudünn und überhaupt nicht reissfest. Wer größere Boxen damit auspolstern will und auch häufig an die Akkus in der Box ran muss, der muss da quasi noch einmal Beutel um die Beutel machen oder ümfüllen. Ich hab dazu Vakuumierbeutel genommen, die Bubbles aus den dünnen Beiteln umgefüllt und die neuen reissfest#eren Beutel dann ohne Vakuumierung verschweisst. Hält bei den dicken Vakuumierbeuteln sehr gut da diese ja sehr reissfest sind wenn man die dickeren Varianten nimmt.

    Der Bote der Wahrheit braucht ein schnelles Pferd

    Ich habe mich für LiFePo4 Akkus entschieden weil sie eben weder brennen noch explodieren. Deine Sorge ist meiner Ansicht nach unberechtigt. Alle anderen Akkus sind hier gefährlicher.

    Die Behauptung, dass LiFePO4-Akkus nicht brennen, ist leider sachlich falsch und ein weit verbreiteter Irrglaube.


    Auf die Schnelle rausgesucht:


    "Andreas Gutsch vom Karlsruher Institut für Technologie würzt die Diskussion um Qualität und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batteriespeichern mit neuen Tests. Auch mit der Aussage, dass Lithium-Eisenphosphat-Zellen grundsätzlich sicher seien, räumt der Karlsruher Experte auf.

    (...)

    Manche Hersteller werben damit, dass ihre Systeme Lithium-Eisenphosphat Zellen enthalten und daher aus Prinzip sicher seien. Das bringt Gutsch sichtbar auf die Palme. Auch bei diesem Zelltyp könne es nämlich zu einem so genannten thermal Runaway kommen. Dieser gehe sogar früher los als bei einigen anderen Typen. „Das einzige bessere ist die niedrigere Reaktionsenthalpie“, sagt er. Das ist die Energie, die bei der Reaktion frei wird, und bedeute in diesem Fall lediglich, „das Material geht früher los und sie haben mehr zeit zum weglaufen“. Außerdem enthalte jede Zelle einen flüssigen, brennbaren Elektrolyten."

    (Quelle: pv-magazine.de)


    Vereinfacht könnte man sagen: Li-Ion-Akkus sind noch gefährlicher als LiFePO4-Akkus...

    tomduly und hundert andere Spezialisten sagen wieder etwas anderes...... Ich hörte jedenfalls noch nicht, dass ein LiFePo4 von alleine anfing zu brennen. Wenn mal das Haus lichterloh brennt ist der Akku dann aber auch schon egal. So unaufhörlich brennen wie ein LI wird er dennoch nicht.

    Zitat von hoteisen

    tomduly und hundert andere Spezialisten sagen wieder etwas anderes......

    Nein, denn das ist keine Meinungsfrage, sondern eine Tatsachenfrage. Die Brandgefahr kann man faktisch ermitteln und sie ist wie sie ist. Ganz unabhängig davon was Hersteller versprechen.

    Hier noch etwas Butter bei die Fische:


    "In Bezug auf die Entflammbarkeit gebe es keine wesentlichen Unterschiede bei den unterschiedlichen Lithium-Ionen-Batterietypen. Die wesentlichen Bestandteile der Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind identisch mit den Elektrolyten der übrigen Li-Ionen Batterien. Der Elektrolyt ist eine leicht entzündliche organische Flüssigkeit, beziehungsweise bei höheren Temperaturen ein leicht entzündliches Gas.

    Im Falle eines Brandes einer Li-Ionen Batterie brennt in der Regel zunächst der Elektrolyt, weil er leichtentzündlich ist. Dasselbe gelte für die Anode, die bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien ebenfalls aus Kohlenstoff oder Graphit sei, genauso wie bei den übrigen Lithium-Ionen Batterien, so Gutsch weiter. Im Brandfall stelle die Anode eine zusätzliche Brandlast dar. Einzig die Kathode von Lithium-Eisenphosphat-Akkus sei weniger brennbar im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen Batterien." (Quelle: enbausa.de: Brandgefahr auch bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien)


    "Einstufung gemäß VERORDNUNG (EG) Nr. 1272/2008:

    H228: Entzündbarer Feststoff
    H250: Entzündet sich in Berührung mit Luft von selbst
    H260: In Berührung mit Wasser entstehen entzündbare Gase, die sich spontan entzünden
    können

    (...)

    Entzündbare Eigenschaften:
    Lithium-Ionen-Batterien enthalten brennbares, flüssiges Elektrolyt, das bei hohen Temperaturen (> 150 °C / 302 °F),
    bei Beschädigung oder bei unsachgemäßem Einsatz (z.B. mechanischer Beschädigung oder elektrischer Überladung)
    austreten, sich entzünden und Funken erzeugen kann. Brennende Zellen können andere Batterien in unmittelbarer
    Nähe entzünden.


    Geeignete Löschmittel:
    Kleinbrände – Trockenchemikalien, CO2, Wassernebel oder regulärer Schaum. Großbrände – Wassernebel oder regu-
    lärer Schaum. Sofern gefahrlos möglich, die Behälter aus dem Brandbereich entfernen.

    Ungeeignete Löschmittel:
    Wasser

    Explosionsdaten:
    • Empfindlichkeit auf mechanische Belastungen: Extreme mechanische Überlastung führt zum Bersten der einzel-
    nen Batteriezellen.
    • Empfindlichkeit auf statische Entladungen: Elektrostatische Entladungen direkt auf dem verschütteten
    Elektrolyt können Brände verursachen.

    (...)"


    (Quelle: Materialsicherheitsdatenblatt für LiFePO4 Batterien von SHENZHEN LC HI-TECH CO., LTD)


    Was dem LiFePO4-Akku fehlt, ist der "eingebaute Sauerstoff", zum Brennen brauchts Luftsauerstoff. Normale Lithium-Ionen-Akkus setzen bei hohen Temperaturen selbst Sauerstoff frei, was den Brand fördert und auch unter Luftabschluss weiterbrennen lässt.

    Zitat von tomduly

    Wie geht ihr mit der latenten Brandgefahr bei hochenergetischen Akkus wie Lithium-Akkus um?

    Theoretisch hab ich das alles schon fertig :)


    Außengehäuse aus Fermacell. Darin ein Edelstahlbehälter aus der gastronomie, darin der Akku. Ladekabel nach oben wegführen.


    Auf der Höhe ein ausreichend dimesnionierter Kanister mit destilliertem Wasser, der über ein Schlauch an einen Sprinkler angebunden ist, der dann den Edelstahlbehälter mit Akku ab 60°C drin komplett fluten würde. Der Akku selbst muss aber auch Löcher im Gehäuse haben (idealerweise dort wo es bei der Fahrt im Regen nicht stört), damit Wasser rein und Luft raus kann, ansonsten bildet sich da beim Brand ein Überdruck im Gehäuse und das Wasser kommt nicht an die Zellen ran.


    Wenn man will muss man sich noch um den schwarzen Qualm kümmern, ich dachte an eine Ableitung übers Eck rückwärtig im Fermacellehäuse über ein Metallgitter drüber als Zündschutz und durch alte ABEK Filter hindurch.


    Soweit die Theorie. Einiges davon hatte ich auch schon gekauft. Am Ende wirds aber daran scheitern, dass mir die Disziplin fehlt, die Akkus dann wirklich nur und auschließlich dort zu laden und aufzubewahren. Und vor ein paar Monaten hats mir dann den Notebookakku aufgebläht und zwar so, dass sich das ganze Notebookgehäuse aufgewölbt hat. Der ist nicht hochgegangen, aber wenn, dann wär das Ding am Schreibtisch im Wohnzimmer gestanden neben haufenweise Papier umgeben von besten brennbaren Material.

    Als Ersatz hab ich nur noch irgendeinen Billigakku aus China bekommen, original gibt es nicht (mehr).


    Auch der Akku in einem alten Handy hatte sich mal gebläht und der in einem MP3 Player auch. Viele meiner li-ionen Akkus aus Billiggeräten liegen in Schubladen oder Schränken.


    MfG


    PS: Die Diskussion um die Brennbarkeit von LFP wird ja seit vielen Jahren offensichtlich nicht mit Fakten geführt sondern über Abstimmung, daher hier fürs Protokoll auch meine Aussage, dass LFP sehr wohl brennen und sich auch selber entzünden kann. Das weiß jeder, der solche zellen tatsächlich im Labor prüft. Eisenphospaht gibt halt erst bei höheren Temperaturen Sauerstoff ab im Vergleich zu sonst üblichen Metalloxiden in der Kathode und pro kg Akku wird weniger Wärme frei, aber das wars auch schon.


    In Pedelecs kommen LFP Akkus bisher praktisch nicht zum Einsatz (weil sie dort nur Nach- und keine praktischen Vorteile haben)


    Und ja, ich kenne einige Videoa auf Youtube, wo man nen Nagel durchschlägt o.ä. Das ist aber kein Beweis für eine generelle Nichtbrennbarkeit.


    Die NASA verwendet übrigens idR auch keine LPF Zellen. Wenn ich irgendwo ganz gewiss keinen Akkubrand haben möchte dann in der (bemannten) Raumfahrt.

    Aus gegebenem Anlass: ich distanziere mich hiermit ausdrücklich gegen jeden Form von Gewaltphantasien gegen andere, den Staat oder staatliche Organe. Ich betreibe prepping als Krisenvorsorge und als Hobby und tausche mich hier mit Gleichgesinnten aus.

    3 Mal editiert, zuletzt von Cephalotus ()

    Zitat von Ben

    Nein, denn das ist keine Meinungsfrage, sondern eine Tatsachenfrage. Die Brandgefahr kann man faktisch ermitteln und sie ist wie sie ist. Ganz unabhängig davon was Hersteller versprechen.

    Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator – Wikipedia



    Fazit: Brennen kann alles irgendwie, irgendwann. Aber es ist beim LiFePo4 unwahrscheinlicher, als dass ich einen Lottosechser bekomme. Alle Arten von Sicherungsmaßnahmen sind toll, insbesondere wenn die Feuerwehr lange brauchen würde um zu helfen. Nicht falsch verstehen, ich möchte nur nicht, dass alle Arten von Akkus hier in einen Topf geworfen werden und die Leute verunsichern.

    Zitat von hoteisen

    Sieh dir mal die Quelle zu dieser Aussage an. Das ist scheinbar ein Testbericht einer chinesischen Firma aus dem Jahr 2013. Habe gerade nicht die Zeit mir das im Detail anzusehen, würde hier aber nach mehr und aktuelleren Quellen suchen.

    Zitat von hoteisen

    Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator – Wikipedia



    Fazit: Brennen kann alles irgendwie, irgendwann. Aber es ist beim LiFePo4 unwahrscheinlicher, als dass ich einen Lottosechser bekomme. Alle Arten von Sicherungsmaßnahmen sind toll, insbesondere wenn die Feuerwehr lange brauchen würde um zu helfen. Nicht falsch verstehen, ich möchte nur nicht, dass alle Arten von Akkus hier in einen Topf geworfen werden und die Leute verunsichern.

    Das ganze Leben ist ein Risiko. Wenn Du Dich mit LFP Zellen aus China wohler fühlst, dann nimm hat die. Als Ersatz für 12V Blei-Systeme bieten die sich eh an, weil da das Spanungsfenster gut passt.

    Ich selbst habe daheim auch kein Labor, wo ich alle möglichen Zellen bis zum Brand teste, kann also auch nur vom Hörensagen weiter erzählen.


    Mit Leute und Labortests hatte ich die letzten 15 Jahre hier und da zu tun. Damals bei dem Modellregionen mit dem damals größten Batteriekonfektionierer Europas, bei Batteriespeichern der Megawattklasse für die PRL, leider nur eher am Rande beim Monitoring zur Solarheimspeichern (Das Sicherheitsthema auf Zellebene wurde da eher nicht diskutiert, wo ich dabei war) und anfänglich bei den Diskussionsrunden zu den 2nd life Überlegungen im BMWi.

    Dass "LFP nicht hochgehen" wurde mir dort nie erzählt, von den Leuten, die Zellen im Labor tatsächlich hochgehen lassen.


    Was die Leute heute in der Automobilindsutrie machen und testen weiß ich leider nicht, da habe ich leider keinen Zugang zu Insiderinformationen.

    Aus gegebenem Anlass: ich distanziere mich hiermit ausdrücklich gegen jeden Form von Gewaltphantasien gegen andere, den Staat oder staatliche Organe. Ich betreibe prepping als Krisenvorsorge und als Hobby und tausche mich hier mit Gleichgesinnten aus.

    https://www.enbausa.de/solaren…bergen-gefahren-3835.html

    Zitat von tomduly

    "In Bezug auf die Entflammbarkeit gebe es keine wesentlichen Unterschiede bei den unterschiedlichen Lithium-Ionen-Batterietypen. Die wesentlichen Bestandteile der Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind identisch mit den Elektrolyten der übrigen Li-Ionen Batterien. Der Elektrolyt ist eine leicht entzündliche organische Flüssigkeit, beziehungsweise bei höheren Temperaturen ein leicht entzündliches Gas.

    Im Falle eines Brandes einer Li-Ionen Batterie brennt in der Regel zunächst der Elektrolyt, weil er leichtentzündlich ist. Dasselbe gelte für die Anode, die bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien ebenfalls aus Kohlenstoff oder Graphit sei, genauso wie bei den übrigen Lithium-Ionen Batterien, so Gutsch weiter. Im Brandfall stelle die Anode eine zusätzliche Brandlast dar. Einzig die Kathode von Lithium-Eisenphosphat-Akkus sei weniger brennbar im Vergleich zu anderen Lithium-Ionen Batterien." (Quelle: enbausa.de: Brandgefahr auch bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien)

    https://www.enbausa.de/solaren…bergen-gefahren-3835.html


    Habe dann mal noch einen weiterführenden Link herausgesucht der sich mit dem Thema auch beschäftigt. Den fand ich dann doch etwas grenzwertig. Nachdem ich den Artikel durchgelesen hatte, las ich auch noch die Kommentare. Der vorletzte Kommentar versuchte dann mit dem Urteil aufzuräumen das LFP Akkus genauso gefährlich sind, ja wenn nicht noch gefährlicher als der allbekannte Lithium-ionen-akku, den wir alle kennen aus Leppi und E-Bike. Die auch so gerne von Basteln ausgebaut und zu kompakten PV Anlagen zusammengelötet werden.

    Ich sehe hier auch nur ein Institut die diese Meinung vertritt, oder gibt es noch andere Institute oder Versuchsanstalten die das rausgefunden haben? Oder gibt es Anlagen mit LFP4 Akkus die Hochgegangen oder verbrannt sind.

    Was mich an diesem Thema stört, ist, dass ein Institut herhalten muss, das sagt, die LiFePo4 Akkus sind teilweise noch gefährlicher als Lithium-Ionen-Akkus. Viele, zwar keine Institute, aber Hersteller und auch Fachleute der Meinung sind, dass LiFePo4 Akkus ungefährlicher sind, was die Brandgefahr betrifft.

    Ich erinner mich noch gut, dass zu Anfang der Coronazeit einige das Corona Virus verharmlost haben, und niedergeschrien wurden, zu Recht. Die Mehrheit der Wissenschaftler aber von Anfang an gesagt haben, dass Corona nicht auf die leichte Schulter zu nehmen ist.

    Bei den LiFePo4 Akkus scheint das wohl anders zu laufen. Da macht ein Institut eine Aussage und alle glauben es, wie schräg ist das den. Gibt es überhaupt eine Studie, die das schwarz auf weiß belegt, also eine Versuchsreihe oder etwas Ähnliches, das genau auf die Brandgefahr hindeutet.

    Ich bin gerne bereit zu glauben, was dieses Institut sagt, aber dann bitte mit Fakten untermauern. Was Feuer betrifft, bin ich immer sehr vorsichtig. Wer schon einmal fast verbrannt wäre, der ist doppelt vorsichtig. Ich möchte nämlich nicht solch einen Selbstentzünder in meiner Wohnung haben. Selbst mein Handy lege ich immer auf einer unbrennbaren Unterlage. In die Hosentasche stecke ich es nie.

    Also nochmal, wenn man mir von mehreren Stellen sagen kann das LiFePo4 Akkus genau so gefährlich sind wie die alten Lithium-Ionen Akkus, dann halte ich den Mund. Aber ich werde mir überlegen wie ich meine Akkus besser gegen Brand lagern kann. Das hat aber weniger mit der Studie zu tun, denn mit der noch weithegend unbekannten Langzeiterprobung.

    Zitat von Arwed51

    Also nochmal, wenn man mir von mehreren Stellen sagen kann das LiFePo4 Akkus genau so gefährlich sind wie die alten Lithium-Ionen Akkus, dann halte ich den Mund. Aber ich werde mir überlegen wie ich meine Akkus besser gegen Brand lagern kann. Das hat aber weniger mit der Studie zu tun, denn mit der noch weithegend unbekannten Langzeiterprobung.

    LFP sind "alte Li-Ionen Akkus", nur LCO und LMO sind älter, NMC oder NCA oder diverse Mischungen sind meines Wissens jünger.


    Der gute Ruf der LFP Technologie kommt von der damaligen M1 Zelle im 26650 Format der damaligen A123 Systems.


    da hat man dann einfach eine allgemeine Geschichte drumherum gewebt, ein bisschen wie bei den "Konion"-Zellen von Sony, nur halt weitaus umfangreicher und dass diese Geschichten bis heute nicht ausgestorben sind.


    Ansonsten versuchst Du eine Antwort auf eine Frage zu bekommen, die komplett unsinnig ist.


    Was ist bei einem Unfall sicherer: Ein Auto mit Benzin oder eins mit Diesel?


    Vermutlich würden dei allermeisten sagen: Na das hängt wohl weitaus mehr von der Konstruktion des Autos und dem Umständen ab als davon, was im Tank ist.

    Genauso ist es bei Li-Ionen Akkus. Das Katheodenmaterial ist bzgl der Sicherheit ein Aspekt unters sehr vielen, die Gesamtkonstruktion und die Qualität der Zellen und die Umstände sind aber weitaus entscheidender.


    Warum ich hier überhaupt was schreibe ist nur diese Scheinsicherheit: Wer glaubt, dass ein Akku (eigen)sicher ist, nur weil er eine LFP Kathode hat, der müsste auch glauben, dass man in einem PKW mit Diesel im Tank bei einem Unfall nicht sterben kann.


    Schließlich ist doch die Zündtemperatur geringer.


    Ein Schnellladen bei Kälte für z.B. bei einer LFP Zelle ganz genauso zu einem Dendritenwachstum von Lithium an der Anode. Oder ein dauerhaftes Tiefentladen zu einer Lösung von Kupfer aus der Anode 8die dann bei wiederaufladen sich als metallisches Kupfer abscheiden)

    Das sind Dinge der an der Anode passieren und zu einem internene Zellkurzschluss führen können. Da rettet Dich dann weder ein BMS noch das Kathodenmaterial.


    MfG

    Aus gegebenem Anlass: ich distanziere mich hiermit ausdrücklich gegen jeden Form von Gewaltphantasien gegen andere, den Staat oder staatliche Organe. Ich betreibe prepping als Krisenvorsorge und als Hobby und tausche mich hier mit Gleichgesinnten aus.

    2 Mal editiert, zuletzt von Cephalotus ()

    Mir geht es darum, die pauschale Behauptung "LiFePO4 sei sicher und deswegen braucht man sich da keinen Kopp zu machen" zu hinterfragen. In den Sicherheitsdatenblättern solcher Batterien ist die Rede davon, dass die Batterie sicher ist, solange ihre Integrität unversehrt ist. Es steht aber auch drin, dass der flüssige Elektrolyt eine brennbare Flüssigkeit ist und dass verdampfender gasförmiger Elektrolyt zündfähige Gemische verursachen kann.


    Bei großen stationären Blei-Säure-Akkus oder auch bei großen Traktionsbatterien (Gabelstapler) ist es üblich, Vorkehrungen gegen austretenden Elektrolyt zu treffen (Trog) und genauso ist es üblich, beim Ladevorgang entstehendes (Knall-)Gas abzulüften. Die Vorschriften für Batterieräume und Schutzbehälter sind da eindeutig. Ein thermisches Durchgehen ist bei Bleibatterien theoretisch möglich, allerdings sehr selten. Viel häufiger ist Bruch des Zellgehäuses und Auslaufen des Elektrolyten v.a. bei Traktionsbatterien (deswegen der Trog) und Knallgasexplosionen bei Überladung/fehlerhafter Ladetechnik.


    Bei Lithium-Batterien scheint das bislang noch "egal" zu sein. Man hat ja ein "BMS", das die Batterie und die Umgebung vor allem beschützt. Dass ein BMS auch nur ein aus zig Einzelteilen zusammengelötetes Elektronikmodul ist, das jederzeit auch ausfallen kann oder eine Fehlfunktion aufweist, wird da gerne ausgeblendet. Was macht ein Lithium-Akku, der an einem Ladegerät hängt, dessen BMS einfach so "stirbt", dabei aber den Strompfad vom Ladegerät zu den Zellen nicht unterbricht, das Ladegerät also munter endlos weiterlädt?


    Weiss man die Ursachen für E-Bike-Akku-Brände? Vom BMS direkt am Akku ist nach einem Zellenbrand vermutlich nicht mehr viel übrig, was sich forensisch auswerten ließe.


    Ich habe beruflich auch mit der Entwicklung von Mikroelektronik für Anwendungen in der funktionalen Sicherheit (SIL/ASIL) zu tun. Ich hab eine grobe Vorstellung davon, wie aufwändig es ist, z.B. ein Treiber-IC für eine Leistungsstufe so zu entwerfen, dass die Zerstörungspfade auf dem Chip in jedem nur denkbaren Fehlerfall einem vorgegebenen Weg folgen, damit das System reproduzierbar auf vorhersehbare Weise versagt. Bei einem Elektronikmodul in der funktionalen Sicherheit muss ich für jede Komponente exakt wissen, ob sie z.B. bei Stromüberlastung einfach nur lokal verdampft (und eine Unterbrechung erzeugt) oder Metall schmilzt (und einen Kurzschluss bei Nachbarbauteilen verursacht) oder ob das Bauteil verkohlt (und der Kohlenstoff eine leitende Verbindung hinterlässt, die das System irgendwie weiterfunktionieren lässt, tückisch bei Widerständen).

    Schalter und Relaiskontakte, die als Sicherheits-Unterbrecher im Notfall zuverlässig öffnen müssen, können mit der Zeit festkorrodieren, wenn jahrelang kein Fehler auftritt und der Kontakt nie geöffnet werden muss. Tritt dann der Fall ein und der Öffner bleibt kleben und unterbricht nicht, endet das fatal.

    Ein z.B. nach SIL4 zertifiziertes Sicherheitssystem muss regelmäßig sicherstellen, dass Abschaltvorrichtungen auch funktionieren. Dazu kann man die Unterbrecher immer wieder mal für ganz kurze Zeit öffnen (macht man bei Notaus-Relais/Schütz-Schaltungen), so dass sich der Kontakt für wenige Millisekunden tatsächlich öffnet und schließt ihn dann sofort wieder. Idealerweise in einem Wechselstromkreis bei Nulldurchgang des Stroms, so dass diese Unterbrechung vom dahinter laufenden System gar nicht bemerkt wird.


    Ich bin nicht davon überzeugt, dass die in den derzeit auf dem Markt befindlichen Li-Akkusystemen verwendeten BMS die Anforderungen an funktionale Sicherheit nach bestehenden Normen erfüllen. Abgesehen von den Traktionsbatterien in E-Fahrzeugen, weil es da entsprechende Vorgaben für Automobilelektronik gibt.

    D.h. man ist darauf angewiesen, den Versprechen der Importeure oder Hersteller zu glauben. Und wenn man einen Li-Akku mal aufmacht, dann kann es einen schon ziemlich gruseln.


    Hier ein Beispiel eines BMS, offensichtlich aus einem Li-Akku von Liontron, wie sie gerade sehr gerne in Wohnmobilen als Ersatz für die bleierne Aufbaubatterie verwendet werden. Es kommen einfache weiße Wannensteckverbinder zum Einsatz, wie man sie von PC-Mainboards oder auch aus der Unterhaltungselektronik (z.B. DVD-Player) kennt. Ein Bluetooth-Dongle liegt quasi lose bei, mit etwas Schrumpfschlauch isoliert. Die Stecker sind nicht zusätzlich gegen Vibration gesichert. Der Einsatz des Akkus ist aber in Wohnmobilen vorgesehen.


    Hier ein anderes Beispiel eines offensichtlich baugleichen BMS, ebenfalls aus einem Liontron-Akku. Hier sind die Steckverbinder mit Heißkleber-Klecksen gesichert. Allerdings fehlt der BT-Dongle und an seinem Steckplatz ist kein Wannensteckverbinder sondern eine simple schwarze Buchsenleiste für Pfostenstecker verbaut. Brisant wird es aber, was der Käufer dieses Akkus dann herausfindet:


    "Das einfache Öffnen des Liontron Akkus war auch gleich das Erste was ich nutzen durfte, bekam ich doch keine Bluetooth Verbindung zum BMS. Es wurde überhaupt kein Signal eines Bluetooth Devices vom iPhone gefunden. Nach regen Mailverkehr mit dem Support habe ich dann den Akku öffnen dürfen.

    Der Bluetoothstick war leider nicht an der Stelle, wo er eigentlich sein sollte. Dieser hatte sich wohl durch den Transport trotz Befestigung mit Heißkleber gelöst. Er klemmte nun zwischen BMS Platine und den Akkuzellen. Nachdem ich den Bluetooth Stick wieder eingesteckt habe, fing gleich eine kleine blaue Betriebs-LED an zu blinken. Nun war das BMS per Bluetooth und App erreichbar und zeigte mir eine Kapazität von 219 Ah für den 200 Ah Akku an." (Quelle)

    Hey - sprechen wir hier gerade von einem 12V-Akku mit fast 220Ah Kapazität, von dessen BMS sich Teile lösen, die dann irgendwo "zwischen BMS Platine und Akkuzellen" klemmen??


    Ich befürchte: auf diesem Niveau bewegt sich gerade der Markt der Li-Akkus für Consumer-Anwendungen. Die Autoindustrie kann sich das nicht erlauben (aber auch da gab es schon Überraschungen), denn hier können die Behörden Rückrufaktionen anordnen, die für die Hersteller sehr teuer werden können.


    Von daher kann ich nur raten (insbesondere, wenn man Elektronik nicht selber beurteilen kann), bei der Verwendung von Li-Akkus das Thema Brandschutz nicht auszublenden oder sich blind auf Aussagen wie "der Akku ist sicher" zu verlassen.


    Ich glaube nicht, dass der Hersteller des E-Bike-Akkupacks, das die Sennheiser-Villa abgefackelt hat, für den Schaden aufkommen wird. Denn schon in der Bedienungsanleitung wird gestanden haben, dass der Akku nicht unbeaufsichtigt und nicht in der Nähe von entzündlichem Material geladen werden darf. Damit ist er fein raus, auch wenn die wahrscheinliche Brandursache nicht das unbeaufsichtigte Laden des Akkus in der Bibliothek der Villa war, sondern ein Versagen der Akku- bzw. Lade-Elektronik war. Also vermutlich auf Pfusch beim BMS oder der Konstruktion des Akkupacks zurückzuführen ist.


    Grüsse

    Tom

    Gab es eigentlich schon Brände bei Speichern von PV-Anlagen? Oder haben diese spezielle Konstruktionsmerkmale/-komponenten die hier die Gefahr weitestgehend minimieren? Sind die Schränke für die Akkus irgendeiner bestimmten Brandklasse unterworfen die ggf. den Schaden bei einem Thermal-Ruaway begrenzen würden? Ich kenne mich da bei den Vorschriften überhaupt nicht aus, finde das Thema aber spannend.

    Der Bote der Wahrheit braucht ein schnelles Pferd

    Vom Fraunhofer ISE gibt es eine Präsentation aus 2019

    BRANDRISIKEN UND SCHADENSFÄLLE BEI PV-HEIMSPEICHERN

    Darin ist die Rede von 10 Schadensfällen bei 130.000 installierten "Heimspeichern". Von den 10 waren 9 Speicher mit Li-Akkus und 1 mit Blei-Akkus.


    Von den Staatlichen Feuerwehrschulen in Bayern gibt es ein Merkblatt für Brandbekämpfung

    "Einsatz an stationären Lithium-Solarstromspeichern"


    Vom KIT gibt es eine Checkliste für die Sicherheitsfeatures bei Batteriespeichern

    2 Mal editiert, zuletzt von tomduly () aus folgendem Grund: Link zum PDF der Feuerwehrschulen Bayern repariert.

    Sind diese "Serverschränke" eigentlich zur "Batterielagerung" geeignet ? Wir haben noch nen alten in der Firma, den keiner mehr braucht. Platz ohne Ende, aber taugt das was im Brandfall ?