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Wenn Lithium-Ionen-Batterien explodieren Wie entsteht ein Akku-Brand?

Ein Mann will seinen E-Bike-Akku laden. Dann fängt der Akku Feuer, das ganze Haus brennt ab - so geschehen vor wenigen Tagen in Gimbsheim bei Worms. Wie kommt es zu einem Akku-Brand und wie kann man sich schützen?

Wie kommt es zum Akku-Brand?

Lithium-Ionen-Akkus haben eine hohe Energiedichte, deshalb sind sie ja auch so geeignet für leistungsstarke Geräte wie E-Bikes, Notebooks oder auch für selbstfahrende Rasenmäher. Die hohe Energiedichte hat jedoch eine Schattenseite, und das ist die zwar statistisch geringe, aber eben doch vorhandene Brand- und Explosionsgefahr, wenn im Akku die Dinge außer Kontrolle geraten, es zu einem Kurzschluss kommt und sich die viele Energie sozusagen auf einen Schlag entlädt.

Was passiert dabei?

Dabei passiert folgendes: Wie jede normale Batterie hat ein Akku zwei Kammern - Elektrodenräume - eine auf der Anoden- eine auf der Kathodenseite. Zwischen diesen beiden Kammern strömen die Ladungsträger – in dem Fall die Lithium-Ionen – in die eine oder in die andere Richtung, je nachdem ob der Akku gerade genutzt oder wieder aufgeladen wird. Damit das ganze kontrolliert passiert, befindet sich zwischen den Kammern, der sogenannte Separator, eine halbdurchlässige Trennwand.

Halbdurchlässig bedeutet, die Ladungsträger im Akku – also die Lithium-Ionen – können den Separator schon durchdringen, aber nur langsam und wohldosiert.

Wenn der Separator beschädigt ist – sei es durch übermäßige Hitze, sei es weil er auf einen harten Boden gefallen ist oder einfach durch einen Produktionsfehler, wird diese Trennwand für die Lithium-Ionen durchlässiger als sie sein sollte – und das heißt im Klartext: Es gibt einen Kurzschluss. Der führt dazu, dass die Lithium-Ionen sehr schnell durch den Akku wandern und es sehr schnell zu chemischen Reaktionen kommt, bei denen in kurzer Zeit sehr viel Energie freigesetzt wird. Das führt zu einer Kettenreaktionen: Je heißer der Akku wird, desto geht erstens der Separator noch mehr kaputt und desto schneller laufen zweitens die Reaktionen ab, so dass durchaus Temperaturen von über tausend Grad entstehen können.

Wie groß ist das Risiko?

Man muss sagen: Das Risiko, dass ein Akku Feuer fängt, ist insgesamt gering, kleiner als eins zu einer Million. Aber dadurch, dass es inzwischen viele Millionen Lithium-Ionen-Akkus gibt, kommt es eben immer mal wieder vor.

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Wie kann man Akku-Brände vermeiden?

Es gibt ein paar Vorsichtsmaßnahmen, mit denen sich das Risiko verringern lässt. Dazu gehört, Akkus immer mit den Geräten laden, die dafür vorgesehen sind. Und zwar bei Temperaturen zwischen 10 und 30 Grad Celsius, ist es zu kalt oder zu warm, erhöht sich die Kurzschluss-Gefahr. Wenn Lithium-Ionen-Akkus länger nicht genutzt werden – also etwa beim E-Bike in der Winterpause – den Akku vom Gerät entfernen, einigermaßen kühl lagern und zwar am besten wenn er halbvoll geladen ist.

Ist der Akku zu leer, besteht bei längerer Lagerung die Gefahr einer Tiefentladung – auch das erhöht beim Wiederaufladen die Brandgefahr. Wird der Akku aus einer kalten Garage geholt, lässt man ihn am besten erstmal bei Zimmertemperatur sich wieder aufwärmen. Und beim ersten Wiederaufladen empfiehlt es sich, in der Nähe zu bleiben und immer mal wieder gucken, ob alles in Ordnung ist.

Wie löscht man einen Akku-Brand?

Hat der Akku jedoch einmal Feuer gefangen, lautet die Regel: Nicht versuchen, ihn mit Wasser zu löschen. Denn das kann die eigentliche Explosion erst auslösen. Wegen der großen Hitze können sich nämlich Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff spalten. Und freier Wasserstoff ist hochgefährlich, dann kommt es zur Knallgasreaktion. Besser geeignet ist Löschpulver, was in guten Feuerlöschern auch enthalten ist. Und am besten gleich die Feuerwehr rufen.