Brandgefahren im Umgang mit Lithiumbatterien vermeiden

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 Teil der heute benutzten Batterien sind Sekundärbatterien.

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

• Hohe Speicherkapazität, Energie- und Leistungsdichte
• Kein Memory-Effekt bei Sekundärbatterien
• Hoher Wirkungsgrad
• Geringe Selbstentladung
• Lange Lebensdauer
• Breites Temperaturspektrum

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

Entsorgung von Lithiumbatterien

Die Abfallbehandlungspflichten-Verordnung (AbfallBPV) stellt folgende allgemeine Anforderungen an die Sammlung und Lagerung von Batterien:

• Die Batterien sind gegen Witterungseinflüsse und gegen mechanische Belastung (ausgenommen im Zuge der Behandlung) zu schützen. Insbesondere bei Lithiumbatterien ist ein Einwirken von Wasser, Feuchtigkeit und übermäßiger Hitze zu verhindern.
• Die Lagerung erfolgt außerhalb des Einflussbereichs von Stoffen, Gemischen, Sachen und Abfällen, von denen Brand- oder Explosionsgefahren ausgehen können oder die im Brand- oder Explosionsfall ein zusätzliches Gefährdungspotential aufweisen.
• Bei der Lagerung im Zuge der Sammlung von Batterien mit flüssigen Elektrolyten sind auslaufsichere und gegen Einwirkungen der Elektrolyte beständige Gebinde zu verwenden.

Lithiumbatterien sind von Batterien, die kein Lithium enthalten, getrennt zu sammeln und zu lagern, wenn die Lithiumbatterien oder -zellen folgende Größen übersteigen:

• Lithiumbatterien mit einer Bruttomasse von jeweils mehr als 500 g
• Lithium-Ionen-Zellen (elektrochemische Einheiten von Batterien) mit einer Nennenergie von jeweils mehr als 20 Wattstunden
• Lithium-Ionen-Batterien mit einer Nennenergie von jeweils mehr als 100 Wattstunden
• Lithium-Metall-Zellen mit einer Menge mit jeweils mehr als 1 g Lithium
• Lithium-Metall-Batterien in einer Gesamtmenge mit jeweils mehr als 2 g Lithium.

Mit Batterien auf Blei-Säure-Basis dürfen Lithiumbatterien in keiner Menge zusammen gelagert werden.

Eine gemischte Sammlung und Lagerung verschiedener Lithiumbatterien ist zulässig.

Bei der Lagerung der oben genannten Lithiumbatterien sowie bei der gemeinsamen Lagerung verschiedener Lithiumbatterien schreibt die AbfallBPV einige ergänzende, weiterführende Sicherheits- und Brandschutzmaßnahmen vor:

• Schutz vor Kurzschluss der Batteriepole
• Schutz vor mechanischen Beschädigungen
• Getrennte Lagerung in geeigneten, gekennzeichneten Bereichen und geeigneten Gebinden unter Berücksichtigung des Brandschutzes
• Getrennte Lagerung offensichtlich defekter oder beschädigter Lithiumbatterien von allen übrigen Batterien in geeigneten, spezifisch dafür gekennzeichneten Bereichen und geeigneten Gebinden unter Berücksichtigung des Brandschutzes
• Zumindest innerbetriebliche Unterweisung der Mitarbeiter im fachgerechten Umgang mit Lithiumbatterien unter Berücksichtigung von Notfallmaßnahmen. Die Unterweisung hat nachweislich vor Aufnahme der Tätigkeit zu erfolgen.

Diese weiterführenden Sicherheits- und Brandschutzmaßnahmen gelten auch für gemischt gelagerte Batterien ab einem Anteil an Lithiumbatterien von 10 Gewichtsprozent in diesem Gemisch sowie für Lithiumbatterien, die im Rahmen von Rückrufaktionen, die aus Sicherheitsgründen erfolgen, übernommen werden.

Bei Elektro- und Elektronik-Altgeräten sind die Lithiumbatterien während der ersten Phase der Behandlung beschädigungsfrei zu entfernen.

Bei der Behandlung von Lithiumbatterien in Behandlungsanlagen ist dafür Sorge zu tragen, dass eine nach dem Stand der Technik vermeidbare Gefährdung durch elektrische Spannung, Brände oder Explosionen unterbleibt. Weiters sind Vorkehrungen nach dem Stand der Technik für den Sicherheits- und Gesundheitsschutz der Menschen, die mit den Batterien in Berührung kommen oder im Brand- oder Explosionsfall gefährdet werden können, zu treffen.

Für den Betrieb von Anlagen, in denen Lithiumbatterien vor einer weitergehenden Behandlung sortiert und anschließend gelagert werden, normiert die AbfallBPV zusätzliche Anforderungen, darunter die Erstellung von Betriebsanweisungen, die Verhinderung des Zugangs Unbefugter zu Lithiumbatterien, die Bereitstellung von geeigneten Löschmitteln, einen regelmäßigen Informationsaustausch mit der zuständigen Feuerwehr sowie die Bevorratung geeigneter Gebinde.