Welche Brandgefahren entstehen durch mechanisch beschädigte Lithium-Ionen-Akkus?

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Mechanisch beschädigte Lithium-Ionen-Akkus (z. B. durch Sturz, Quetschung, Deformation oder Durchstich) stellen eine erhebliche Brand- und Explosionsgefahr dar. Das Hauptproblem ist, dass die hohe Energiedichte auf engstem Raum bei einer Beschädigung unkontrolliert freigesetzt wird.

Hier sind die spezifischen Brandgefahren im Detail erklärt:

1. Der Interne Kurzschluss

Dies ist die häufigste Folge einer mechanischen Einwirkung. Im Inneren des Akkus trennt eine hauchdünne Schicht (der Separator) den Pluspol (Anode) vom Minuspol (Kathode).

  • Was passiert: Durch Druck oder Verformung wird dieser Separator beschädigt. Die Pole berühren sich direkt.
  • Die Folge: Es fließt sofort ein extrem hoher Strom, der zu einer massiven Hitzeentwicklung führt.

2. Thermal Runaway (Thermisches Durchgehen)

Dies ist der gefährlichste Prozess bei einem Akkubrand.

  • Kettenreaktion: Wenn die Temperatur im Inneren einen kritischen Wert (ca. 140°C bis 160°C) überschreitet, beginnt sich der Akku selbst zu zersetzen. Dabei entsteht noch mehr Hitze.
  • Unaufhaltbarkeit: Ab diesem Punkt ist die chemische Reaktion kaum noch zu stoppen. Die Temperatur schnellt innerhalb von Sekunden auf über 800°C bis 1.000°C hoch.
  • Sauerstoffproduktion: Da das Kathodenmaterial bei Hitze Sauerstoff freisetzt, brennt der Akku auch ohne Zufuhr von Außenluft weiter. Ein Ersticken des Feuers (z. B. mit einer Löschdecke) ist daher oft wirkungslos.

3. Freisetzung toxischer und brennbarer Gase

Bevor oder während der Akku brennt, gast er aus („Venting“).

  • Explosionsgefahr: Die austretenden Gase (unter anderem Wasserstoff, Methan und Ethylen) sind hochentzündlich. In geschlossenen Räumen kann sich ein explosives Gemisch bilden.
  • Giftigkeit: Es entstehen hochgiftige Stoffe wie Fluorwasserstoff (Flusssäure), Kohlenmonoxid und Nickelverbindungen. Diese sind stark ätzend und schon in geringen Mengen gesundheitsschädlich.

4. Brandfortleitung (Jet-Flames)

Ein beschädigter Akku brennt oft nicht wie ein Holzfeuer, sondern stößt unter hohem Druck Stichflammen aus (ähnlich einem Schweißbrenner). Diese können benachbarte Zellen in einem Akkupack oder brennbare Materialien in der Umgebung in Sekundenbruchteilen entzünden.

5. Zeitverzögerte Entzündung („Die tickende Zeitbombe“)

Dies ist eine oft unterschätzte Gefahr. Ein Akku kann nach einem Sturz äußerlich unversehrt erscheinen, aber im Inneren hat sich bereits ein mikroskopischer Kurzschluss gebildet.

  • Gefahr: Der Akku kann sich erst Stunden oder sogar Tage nach dem eigentlichen Vorfall plötzlich entzünden, während er beispielsweise nachts unbewacht auf dem Schreibtisch liegt.

6. Schwierige Brandbekämpfung

Lithium-Ionen-Brände sind mit herkömmlichen Feuerlöschern (Pulver, CO2) kaum dauerhaft zu löschen.

  • Kühlung ist entscheidend: Nur große Mengen Wasser können die Zelle so weit herunterkühlen, dass die Kettenreaktion unterbrochen wird.
  • Wiederentzündung: Selbst wenn das Feuer aus scheint, kann der Akku aufgrund der gespeicherten Restenergie jederzeit wieder aufflammen.

Sicherheitshinweise bei beschädigten Akkus:

  1. Nicht mehr benutzen: Ein Akku, der tief gestürzt ist oder Beulen/Risse aufweist, darf unter keinen Umständen mehr geladen oder verwendet werden.
  2. Beobachten: Den Akku an einen sicheren Ort (draußen, auf Steinboden, weit weg von brennbaren Materialien) bringen und für mindestens 24 Stunden beobachten.
  3. Brandsichere Lagerung: Idealerweise in einer Metallbox mit Sand oder in speziellen Li-Ion-Sicherheitstaschen lagern.
  4. Fachgerechte Entsorgung: Beschädigte Akkus gehören niemals in den Hausmüll! Bringen Sie diese zu kommunalen Sammelstellen oder speziellen Rückgabesystemen im Handel (dabei Pole abkleben!).
  5. Bei Rauch/Feuer: Sofort die Feuerwehr (112) rufen und auf das Vorhandensein von Lithium-Ionen-Akkus hinweisen. Den Rauch auf keinen Fall einatmen!
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