Mechanische Schäden oder minimale lokale innere Überhitzungen können einen Brand bei Lithium-Ionen-Akkus verursachen. Foto: Zeiff
Mechanische Schäden oder minimale lokale innere Überhitzungen können einen Brand bei Lithium-Ionen-Akkus verursachen. Foto: Zeiff

Fertigung und Montage

01. September 2021 | Teilen auf:

Lithium-Ionen-Akkus: Pfleglicher Umgang macht Sinn

(September 2021) Die leistungsstarken Akkus sind heute in vielen mobilen Geräten im Einsatz – auch im Metallhandwerk. Hält der Betreiber einige Grundregeln ein, beeinflusst das die Leistung und Lebensdauer der Akkus positiv. Im Beitrag werden einige Tipps dazu gegeben.

Waren die alten Nickel/Cadmium und Nickel/Metallhydridzellen recht unempfindlich gegenüber Fehlverhalten, stellen die neueren Lithium-Akkus einige Anforderungen an den Benutzer. Fehlverhalten verkürzt ihre Lebensdauer und kann schlimmstenfalls zum Brand führen.

Achten Sie auf die artgerechte Akku-Haltung

Für kleinere Mengen Alt-Akkus bietet ein erprobter und zugelassener Akku-Sammelbehälter Sicherheit. Foto: Cemo

Grundsätzlich gelten für alle Lithium-Ionen-Akkus einige essentielle Vorgaben: Solche Akkus altern schneller bei höherem Ladezustand und höheren Temperaturen. Ebenso wichtig, eventuell flüssige oder gelförmige Elektrolyte in der Zelle dürfen nicht unter dem Gefrierpunkt geladen werden. Ist das Akkuwerkzeug also nach einem winterlichen Außeneinsatz oder über Nacht im eiskalten Auto gelagert, sollte es nicht sofort aufgeladen werden. Dennoch ist ein rechtzeitiges Nachladen gut, denn bei einer durchschnittlichen Selbstentladung von circa drei Prozent pro Monat bei Zimmertemperatur sollte etwa alle sechs Monate der Akku auf 55 bis 75 Prozent aufgeladen werden. Auch selten genutzte Akkus gilt es daher alle paar Monate auf den Ladezustand zu kontrollieren und nachzuladen. Ideal für die Lebensdauer aber kaum praxistauglich wäre ein nur wenig geladener, kühl gelagerter, regelmäßig kontrollierter Akku, der vor Gebrauch geladen und danach gegebenenfalls teilweise wieder zu entladen wäre.

Bedenken Sie das Gefahrenpotential der Akkus

Dass Lithium-Ionen-Akkus gefährlich sind, zeigt unter anderem die Einstufung aller Lithium-Batterien seit dem 1. Januar 2009 als Gefahrgut der Klasse 9. Für den Versand muss, in der Regel durch den Zell- beziehungsweise Batteriehersteller, zunächst der Transport-Test UN 38.3 durch ein akkreditiertes Prüflabor durchgeführt werden. Mechanische Schäden gilt es durch geeignete Verpackung auszuschließen, denn oft ist ein mechanischer Defekt von außen nicht sichtbar. Auch längere Zeit nach dem mechanischen Defekt kann es noch zum inneren Kurzschluss kommen. Ebenso kann durch eine äußerliche Beschädigung Luft und Luftfeuchtigkeit in die Zelle eindringen und zu unerwünschten chemischen Reaktionen führen. Das gilt nicht nur für den Transport neuer Energiespeicher, sondern vor allem für Akkus im mobilen Einsatz! Dabei kann ein Sturz oder Schlag zur Beschädigung und im ungünstigsten Fall zum Brand führen.

Dass Überladen schlecht ist, leuchtet ein, aber Lithium-Ionen-Akkus können auch bei Tiefentladung durch innere Kurzschlüsse in Brand geraten. Ähnlich verhält es sich bei einer Überlastung: Bei mehr als sechzig Grad Celsius sollte kein Akku betrieben werden. Selbst eine minimale lokale innere Überhitzung führt sonst zum sogenannten Thermal Runaway (thermischen Durchgehen) und kann einen Brand verursachen. Ein mobiles Arbeitsgerät sollte daher im Sommer nicht im heißen Fahrzeug oder nahe einer Hitzequelle gelagert und danach sofort voll eingesetzt werden.

Berücksichtigen Sie einige Regeln

Weitgehenden Schutz während der Nutzung bietet die Einhaltung weniger Regeln: Akkus sollten immer nur in den dafür vorgesehenen Geräten verwendet werden. Das schließt sowohl eine Überlastung während der Energieabgabe wie auch eine Tiefentladung weitgehend aus. Zudem sollten Akkus nur mit dem explizit dafür vorgegebenen Ladegerät geladen werden!

Natürlich sind Akkubrände selten. Sie können aber vor allem bei Fehlbedienungen durchaus vorkommen und mit der Zahl der Akkus steigt das Risiko. Für Betriebe, die eine größere Anzahl an Lithium-Ionen-Akkus betreiben, ist daher eine zusätzliche Sicherung bei der Lagerung und bei Ladevorgängen empfehlenswert. Da selbst neue Akkus durchaus Zellen mit unterschiedlichem Ladezustand enthalten können, müssen sie als erstes aufgeladen und auf gleiches Ladeniveau gebracht werden. Bei Aufbewahrung in einem Akku-Sicherheitsschrank würde sich die Flammbildung damit auf das Schrankinnere beschränken. Das kann ein wichtiger Baustein im Brandschutzkonzept sein. Zudem senken manche Versicherungen die Prämien, wenn man geeignete Brandschutzvorkehrungen nachweisen kann.

Alt-Akkus

Vermeiden Sie Brände

Brandschutz ist auch bei der Lagerung verbrauchter oder schadhafter Lithium-Ionen-Akkus wichtig. Nach einer Daumenregel erzeugt ein Akku rund zehnmal so viel thermische Energie im Brandfall wie er elektrisch liefern kann. Bei einem Akku von beispielsweise 360 Wattstunden (Akkugröße 36 Volt/10 Amperestunden) wären das immerhin 3,6 Kilowattstunden thermische Energie, was dem Äquivalent von etwa hundert Milliliter Benzin entspricht. Um einen Gebäudebrand zu starten reicht das aus, zumal benachbarte Akkus dabei auch mit durchgehen können, der enthaltene Elektrolyt wie Benzin brennt und sich Lithium-Akkus mit Wasser nur kühlen, aber nicht mit vollständiger Gewissheit ablöschen lassen. Für kleinere Mengen Alt-Akkus bietet sich daher ein erprobter und zugelassener Akku-Sammelbehälter an oder eine Akku-Sicherheitstonne.

Fazit:

Vermeiden Sie Schäden 

Hält man einige Grundregeln ein, beeinflusst das die Leistung und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus positiv. Bei falschem Umgang, zum Beispiel durch Überladung oder bei Unfällen wie hartem Aufschlag können die Stromspender aber auch schnell zur Gefahr werden und sogar Brände verursachen. Mit dem richtigen „Batteriemanagement“ dagegen kann man in der Praxis Geld und Zeit sparen.