Dokument-ID: 1029519

Clemens Purtscher | Praxiswissen | Fachbeitrag

Brandgefahren im Umgang mit Lithiumbatterien vermeiden

Rechtliche Grundlagen

OIB-Richtlinie 2, VdS 3103: Lithium-Batterien

Lithiumbatterien, also Energiespeicher, die Lithium enthalten (zB Lithium-Ionen-Akkus), sind zu ständigen Begleitern in unserem modernen Leben geworden. Man findet sie beispielsweise in Handys, Notebooks, Elektrofahrzeugen, Spiel- und Werkzeug.

Bei Batterien unterscheidet man zwischen Primärbatterien (nicht wieder aufladbar) und Sekundärbatterien (wieder aufladbar). Der größte Anteil der heute benutzten Batterien sind Sekundärbatterien.

Zu den Gründen für die große Verbreitung dieser Batterien im Vergleich zu bisherigen konventionellen Batterien zählen:

  • Hohe Speicherkapazität
  • Kein Memory-Effekt bei Sekundärbatterien
  • Hoher Wirkungsgrad
  • Geringe Selbstentladung

Unbeschädigte Lithium-Akkus sind in der Regel auch sicher (wenn nicht gerade ein grober Fehler in der Fertigung vorliegt). Brandgefahren können aber besonders durch mechanische Beschädigungen, Überladungen oder technische Defekte entstehen.

Wichtig ist es in jedem Fall, Batterien nur gemäß ihrer Spezifikation zu verwenden. Um dies zu gewährleisten und Gefährdungen durch Lithiumbatterien im Betrieb zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Mitarbeiter im sachgerechten Umgang mit den Batterien zu unterweisen.

Überladung und zu hohe Ladespannungen sind zu vermeiden. Sie können einerseits unmittelbar zu Gefahrensituationen führen und andererseits die Lebensdauer der Batterie vermindern. Hierzu sind die Empfehlungen des Herstellers zu beachten.

Schutz vor Beschädigung

Mechanische Beschädigungen an Lithiumbatterien können innere Kurzschlüsse verursachen, die wiederum Brände oder gar kleinere Explosionen, ggf durch Wasserstoffbildung, auslösen können.

Äußere Kurzschlüsse der Batteriepole sind durch geeignete Isolation zu vermeiden (zB Verwendung von Polkappen). Dies gilt auch für entladene Batterien.

Tiefentladene Batterien, zB nach einem Kurzschluss, dürfen nicht weiterbetrieben oder geladen werden, da sie nachhaltig geschädigt wurden.

Zu Schädigungen mit den vorgenannten Symptomen kann es auch kommen, wenn Batterien dauerhaft hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Dazu zählt auch längere direkte Sonnenexposition.

Beschädigte und defekte Batterien müssen daher umgehend fachgerecht entsorgt und bis zur Entsorgung in sicherem Abstand oder in einem brandschutztechnisch abgetrennten Bereich aufbewahrt werden.

Die verwendeten Ladegeräte müssen für den jeweiligen Batterietyp geeignet sein. Hier sind in erster Linie die Herstellerangaben zu beachten. Zu hohe Ladespannungen sind auf jeden Fall zu vermeiden. Niemals sollte versucht werden, nicht aufladbare Batterien (Primärbatterien) mit einem Ladegerät wieder aufzuladen.

In einem Batterieverband dürfen nicht Lithium- und NiMH-Zellen oder Zellen unterschiedlicher Kapazität und Spannung eingesetzt werden.

Auch entladene Batterien haben noch genug Restenergie, um bei einem Kurzschluss der Pole einen Brand auszulösen. Daher gilt besondere Vorsicht beim Umgang. Lithiumbatterien dürfen dementsprechend nicht in loser Schüttung gelagert oder transportiert werden. Beim Transport zur Entsorgung können sie einzeln verpackt, in Sand eingelegt oder die Pole abgeklebt werden.

Bei beschädigten Batterien sind folgende Schutzmaßnahmen zu beachten:

  • Die Batterien in einen Plastikbeutel packen und luftdicht verschließen
  • Gegen die Brandgefahr Sand in den Beutel füllen
  • Ausgetretenes Elektrolyt kann mit Haushaltspapier aufgenommen werden
  • Schutzhandschuhe tragen

Lagerung von Lithiumbatterien

Generell gilt, dass Batterien trocken und ohne große Temperaturschwankungen gelagert werden sollen. Tiefe Temperaturen über längere Zeit (zB im Winter unbenutzt in der Garage) sollten vermieden werden, um einer Tiefenentladung vorzubeugen. Keinesfalls darf Feuchtigkeit in den Akku eindringen.

Bei der Lagerung von Batterien geringer Leistung sind keine besonderen Schutzmaßnahmen zu beachten. Dazu zählen Kleinbatterien und Monozellen, die hauptsachlich im Bereich Computer und Multimedia verwendet werden.

Werden diese Batterien jedoch in großen Mengen gelagert – die VdS 3103 nennt als Richtwert sieben Kubikmeter oder sechs Europaletten – gelten die Schutzmaßnahmen wie im Folgenden beschrieben:

In einem Lagerbereich von Lithiumbatterien kann es bei einer Brandentstehung zu einer „Kettenreaktion“ und damit zu einer sehr schnellen Brandausbreitung kommen.

Lithiumbatterien mittlerer Leistung sollen in brandschutztechnisch getrennten Räumen bzw mit einem Sicherheitsabstand von mind 5 m gelagert werden. Die Räume sind durch eine automatische Brandmeldeanlage zu überwachen. Als Lagerräume gelten auch Gefahrstoffcontainer oder Sicherheitsschränke. Gemischte Lagerungen mit anderen Produkten sind zu vermeiden.

Zu den Lithiumbatterien mittlerer Leistung zählen die VdS 3103 Lithium-Metall-Batterien mit mehr als 2 g und weniger als 12 kg Lithium brutto je Batterie sowie Lithium-Ionen-Batterien mit mehr als 100 Wh und weniger als 12 kg Lithium. Darunter fallen etwa Batterien von größeren Gartengeräten oder Elektrofahrrädern.

Werden diese Batterien in großen Mengen gelagert – die VdS 3103 nennt als Richtwert 60 m² belegte Lagerfläche oder Lagerhöhen von mehr als 3 Meter – gelten die Schutzmaßnahmen wie für Batterien hoher Leistung.

Über ein geeignetes Schutzkonzept für die Lagerung von Lithiumbatterien hoher Leistung (Autobatterien) gibt es noch keine ausreichenden Erkenntnisse. Es laufen unterschiedliche Versuchsreihen über geeignete Löschsysteme.

Es sind auf jeden Fall folgende Punkte zu beachten:

  • Lagerung in feuerbeständig abgetrennten Räumen
  • Mengenreduzierung anstreben
  • Überwachung durch eine automatische Brandmeldeanlage
  • Weitere Maßnahmen mit den Behörden und dem Sachversicherer fallspezifisch festlegen

Diese weiteren Schutzmaßnahmen können beispielsweise sein:

  • Inertgas-Löschanlage
  • Wasserlöschanlage in Form einer Sprinkler- oder Sprühflutanlage
  • Sauerstoffreduzierung im Lagerbereich

Batterieräume

Mit der Ausgabe 2019 wurden in die OIB-Richtlinie 2 „Brandschutz“ Bestimmungen über Batterieräume neu aufgenommen.

Batterien bzw Batterieanlagen dürfen nicht in Treppenhäusern gemäß Tabelle 2a, 2b und 3 der OIB-Richtlinie 2 oder in Gängen (ausgenommen in Wohnungen) aufgestellt werden.

Batterieräume für stationäre Batterieanlagen (zB zur Versorgung von USV-Anlagen, Schaltanlagen oder Sicherheitsstromversorgungen) müssen eine wirksame Lüftung ins Freie aufweisen. Allerdings kann der Hersteller erklären, dass eine gesonderte Lüftung für eine bestimmte Batterie-Technologie nicht erforderlich ist.

Vom Erfordernis eines Batterieraums ausgenommen sind stationäre Batterieanlagen mit einem Energieinhalt

  • von nicht mehr als 3 kWh,
  • von nicht mehr als 20 kWh, wenn sie nach den anerkannten Regeln der Technik für Sicherheitsanforderungen geprüft sind und in Gebäuden der Gebäudeklasse 1 und Reihenhäusern der Gebäudeklasse 2 mit einem unvernetzten Rauchwarnmelder im Aufstellungsraum oder in Garagen und überdachten Stellplätzen mit jeweils nicht mehr als 50 m² angeordnet sind, sowie
  • von nicht mehr als 100 kWh, wenn die Umhüllung der stationären Batterieanlage den Feuerwiderstand aufweist, der für Wände und Decken von Räumen mit erhöhter Brandgefahr gefordert ist.

Batterieräume für stationäre Batterieanlagen gelten als Räume mit erhöhter Brandgefahr gemäß OIB-Richtlinie 2, dh das Entstehungs- bzw Ausbreitungsrisiko eines Brandes ist beträchtlich. Türen, Tore oder sonstige Verschlüsse solcher Räume müssen die Feuerwiderstandsklasse EI2 30-C aufweisen. Wände und Decken müssen der Feuerwiderstandsklasse REI 90 bzw EI 90 entsprechen und raumseitig mit Baustoffen der Euroklasse des Brandverhaltens mindestens A2 bekleidet sein.