Brandbekämpfung bei Lithium-Batteriebränden

Sie können bereits vorbeugend Maßnahmen für eine brandgeschützte Lagerung und das sichere Laden von Lithium-Akkus ergreifen, um im Brandfall eine Ausbreitung des Brandgeschehens zu verhindern und wertvolle Zeit bis zum Eintreffen der Feuerwehr zu gewinnen. Brände und Explosionen von Lithium-Akkus können nicht nur teure Sachschäden verursachen, sondern im schlimmsten Fall auch Menschenleben gefährden. Lithium-Ionen-Batterien sollten niemals in der Nähe von brennenden Materialien geladen werden. Der VdS hat im Sommer 2019 ein Merkblatt 3103 "Lithium-Batterien" herausgegeben, in dem Lithium-Batterien in drei Kategorien mit geringer, mittlerer und hoher Leistung eingestuft werden. Für die jeweiligen Stufen gelten verschiedene Sicherheitsregeln. Demnach wird für Batterien mittlerer und hoher Leistung die räumliche (mind. 5 m Abstand) oder baulich feuerbeständige Trennung der Batterien empfohlen. Neben dem Ladezustand und der Lagerungstemperatur gilt es, stets die Sicherheitsvorschriften des Herstellers zu berücksichtigen. Das Laden einer Lithium-Ionen Batterie sollte grundsätzlich unter Aufsicht stattfinden, um im Brandfall schnell reagieren zu können.

Für das sichere Lagern und Laden von Lithium-Batterien bieten wir ein umfassendes Sortiment an professionellen Sicherheitsschränken und Brandschutzräumen für Lithium-Batterien, die den neuesten technischen Standards entsprechen:

Lithium-Brände stellen eine besondere Herausforderung im modernen Brandschutz dar, weil sie besonders schwer zu kontrollieren sind. Wenn Sie einen Brand erkennen oder durch DENIOS connect über einen Temperaturanstieg oder eine Rauchgasentwicklung in Ihrem Sicherheitsschrank oder Brandschutzlager benachrichtigt werden, gilt es umgehend die Feuerwehr zu informieren. Die Eigensicherung und die Rettung von Menschenleben hat im Brandfall immer Vorrang vor der Brandbekämpfung. Um das Ausbreiten des Batteriebrandes bis zum Eintreffen der Einsatzkräfte einzudämmen, finden Sie bei DENIOS spezialisierte Produktlösungen für erste Sofortmaßnahmen.

Zu den Sofortmaßnahmen zählen Brandbekämpfungsdecken aus speziellem Hochtemperaturgewebe mit beidseitiger mineralischer Beschichtung, die dem Umgebungsschutz bei Akku-Havarien dienen. Sie verringern das Risiko der Brandausbreitung und dämmen auftretende Flammen ein. Die Decken sind so groß, um ganze E-Fahrzeuge abzudecken. Sie sind schnell und einfach in der Handhabung, sprinkler- und löschwassergeeignet und erzeugen somit einen kühlenden Effekt.

Für Löscharbeiten an kleineren Geräten wie z.B. Laptops, Akkuschrauber, E-Bikes oder E-Scooter bietet DENIOS Feuerlöscher mit Spezialeignung für Lithium-Ionen Akkus. Die Feuerlöscher sind leicht in der Handhabung und eignen sich für brennende Lithium-Ionen-Akkus bis 1285 Wh oder Pouches bis 700 Wh.

Zur Brandbekämpfung von Lithium-Batteriebränden sollten nur Löschmittel mit einem hohen Kühleffekt eingesetzt werden. Um eine rasche Brand- und Rauchgasausbreitung zu verhindern, wird Wasser als Löschmittel empfohlen. Größere Mengen Wasser sind in der Lage, Lithium-Brände einzudämmen und wirksam zu bekämpfen. Als Erklärung werden hier u.a. der Kühleffekt genannt, der die Reaktion der Zellen verlangsamt. Außerdem kann Wasser bei hoher Zerstäubung helfen, die entstehenden Rauchgase zu binden. Da Lithium sehr reaktionsfreudig ist, birgt das Löschen eines Lithium-Ionen Batteriebrandes einige Risiken. Wasser reagiert mit Lithium zu Wasserstoff und Lithiumoxid, was explosiv ist. Beim Löschen eines Lithiumbrandes gilt es somit zwingend einen Sicherheitsabstand einzuhalten.

Dies lässt sich über den Aufbau einer Traktionsbatterie erklären:

Grundlegend besteht eine große Traktionsbatterie aus vielen kleineren Zellen, die miteinander verbunden sind. Erhitzt sich eine einzelne Zelle, im schlimmsten Fall mitten im Modul, werden die benachbarten Zellen zwangsläufig auch erwärmt. So kommt es zu einer Kettenreaktion, die zu einer erheblich stärkeren Energiefreisetzung führt. Wasser kann durch den hohen Kühleffekt helfen, diese Reaktion einzudämmen. Ziel der längerfristigen Kühlung ist es, Thermal Runaway und Thermal Propagation weiterer Zellen der Lithium-Batterie zu verhindern. Bei kleineren Batterien und somit weniger Zellen kann die äußere Kühlung meist direkt auf die reagierenden Zellen einwirken.

Vom deutschen VdS wurde ein Merkblatt 3856 „Sprinklerschutz von Lithium-Batterien“ veröffentlicht, indem erstmals nach Energiegehalt pro Lagereinheit (z.B. Palette) differenziert und das Risiko entsprechend der folgenden Tabelle eingestuft wird:

Die gespeicherte Energie pro Lagereinheit (z.B. Palette) sollte max. 50 kWh nicht überschreiten. Dies entspricht dem Hazard Level II. Bei Lagerung im Regal ist die Sprinklerung nach der international anerkannten VdS CEA 4001 auszulegen. Versuche des amerikanischen Sachversicherers FM-Global und dem Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. (GDV) haben gezeigt, dass die Brandausbreitung bei Bränden von Lithium-Batterien im Hochregal durch eine gezielte Sprinklerung verhindert werden kann. Die Erkenntnisse aus den Versuchen sind jedoch nur für in Karton verpackte, kleine Lithium-Akkus gültig. Die Sprinklerung von großen Batterieeinheiten ist dennoch ratsam, da zwar der Brand an der einzelnen Batterie i.d.R. nicht gelöscht wird, aber die Ausbreitung auf benachbarte Batterien verlangsamt, wenn nicht sogar verhindert werden kann.

Havarierte Lithium-Batterien können auch nach längerer Zeit erneut Feuer fangen und sollten daher in geeigneten Sicherheitsbehältern zwischengelagert werden. DENIOS bietet professionelle Lager- und Transportboxen, die sich ideal als Quarantänebehälter für defekte Lithium-Ionen-Batterien eignen. Die Spezialbehälter bestehen aus Kunststoff, Aluminium, Stahl oder Edelstahl und sind in verschiedenen Größen erhältlich. Je nach Modell kommen unterschiedliche Brandschutzmittel als Füllmaterial zum Einsatz. Beispielsweise PyroBubbles® oder Cirrux®-Kissen. PyroBubbles® sind ein von der MPA Dresden nach EN 3-7 positiv geprüftes Löschmittel für feste und flüssige brennbare Stoffe. Ihr Schmelzpunkt liegt bei 900 °C, danach bilden sie eine geschlossene Schicht um den Brandherd. Die Lösch- bzw. Isolationswirkung wird sofort aktiviert und funktioniert komplett autark. Cirrux®-Kissen aus Glasfaser sind nicht eklektisch leitend und feuerfest. Sie eignen sich zum stoßdämpfenden Verpacken von Lithium-Batterien in Kombination mit Zarges Transportkisten.

Je nach Gefährdungsbeurteilung, Leistung und Zustand der eingelagerten Lithium-Ionen-Batterien bieten die Quarantäneboxen anwendungsgerechte Sicherheitsstandards sowie effektiven Schutz vor exothermen Reaktionen bis hin zur vollständigen Kontrolle eines möglichen Thermal Runaway. So verhindern die Quarantäneboxen den Austritt von Flammen und Splittern im Falle einer Havarie. Da Lithium-Ionen-Batterien laut internationalem Transportrecht als Gefahrgut eingestuft sind, unterliegen sie den Vorschriften für Gefahrgut-Beförderungen. Dazu zählt, dass die Gefahrgutbehälter deutlich mit dem entsprechenden Gefahrstoffzeichen und der UN-Nummer der Batterie gekennzeichnet sein müssen. Viele Boxen sind auch für den anschließenden Transport geeignet und verfügen über die entsprechenden Transportzulassungen für defekte, beschädigte oder kritisch defekte Lithium-Ionen-Batterien. Welche Vorschriften von den jeweiligen Transportboxen für Lithium-Ionen-Batterien erfüllt werden, entnehmen Sie den Produktdetails.