Lithium-Ionen-Akkus sind längst Teil des betrieblichen Alltags. Sie stecken in Smartphones und Notebooks ebenso wie in Elektrowerkzeugen, E-Bikes, Flurförderzeugen oder größeren Batteriesystemen. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung gelten sie grundsätzlich als sicher. Beschädigungen, falsches Laden, Kurzschlüsse oder starke Erwärmung können jedoch zu kritischen Zuständen führen.
Kommt es tatsächlich zu einem Brand, liegt eine Frage nahe: Welcher Feuerlöscher ist für einen Lithium-Ionen-Akku geeignet?
Die Frage greift allerdings zu kurz. Denn bei einem bereits thermisch durchgehenden Akku lässt sich die Reaktion innerhalb der betroffenen Zelle möglicherweise gar nicht unmittelbar stoppen. Umso wichtiger wird ein anderes Ziel: Wärme abzuführen und zu verhindern, dass weitere Zellen in die Reaktion einbezogen werden.
Das eigentliche Problem entsteht im Inneren der Zelle
Lithium-Ionen-Batterien speichern viel Energie auf vergleichsweise kleinem Raum. Mechanische Beschädigungen, Kurzschlüsse, Überladung, starke Wärmeeinwirkung oder ungeeignete Ladegeräte können dazu führen, dass die Temperatur innerhalb einer Zelle stark ansteigt.
Entwickelt sich daraus eine sich selbst verstärkende thermische Reaktion, spricht man vom Thermal Runaway, dem thermischen Durchgehen einer Zelle.
Bei Akkupacks kann die entstehende Wärme auf benachbarte Zellen übergehen. Erreichen auch diese einen kritischen Zustand, kann eine Kettenreaktion entstehen. Dieser Vorgang wird als Thermal Propagation bezeichnet.
Flammen aus bedeutet nicht automatisch: Gefahr vorbei
Eine Lithium-Ionen-Zelle kann die für eine Brandreaktion notwendigen Bestandteile bereits in ihrem Inneren enthalten. Gleichzeitig ist sie gekapselt. Ein von außen eingesetztes Löschmittel erreicht deshalb den eigentlichen Reaktionsbereich innerhalb einer thermisch durchgehenden Zelle möglicherweise nicht.
Das Löschen sichtbarer Flammen und das Stoppen der Reaktion innerhalb der Zelle sind also nicht dasselbe.
Hat der Thermal Runaway bereits eingesetzt, kommt es bei der Brandbekämpfung deshalb vor allem darauf an, Wärme abzuführen, benachbarte Zellen zu schützen und eine weitere Ausbreitung zu verhindern.
Warum Wasser bei Lithium-Ionen-Akkus eine wichtige Rolle spielt
Der Begriff „Lithium“ kann zunächst zu einer falschen Schlussfolgerung führen: Lithium-Ionen-Akkus sind nicht mit Lithium-Metall-Batterien gleichzusetzen.
Für Lithium-Ionen-Batterien nennt die DGUV Löschmittel mit hoher Kühlwirkung, insbesondere Wasser und gegebenenfalls Wasser mit geeigneten Zusätzen. Die Kühlung soll vor allem verhindern, dass sich weitere Zellen so stark erwärmen, dass auch sie thermisch durchgehen.
ABC- beziehungsweise BC-Löschpulver, Metallbrandpulver und Kohlendioxid (CO₂) werden in den zugrunde liegenden Sicherheitshinweisen für diesen Einsatzzweck dagegen als nicht geeignet beschrieben.
Bei einem Lithium-Ionen-Akku ist deshalb nicht allein entscheidend, sichtbare Flammen zu löschen. Die Kühlwirkung des Löschmittels spielt eine zentrale Rolle.
Spezielle Lithium-Ionen-Feuerlöscher: Die Bezeichnung allein reicht nicht
Mittlerweile werden verschiedene Feuerlöscher und Speziallöschmittel ausdrücklich für Lithium-Ionen-Akkus angeboten. Eine entsprechende Produktbezeichnung bedeutet jedoch nicht automatisch, dass dieses Löschmittel für jede betriebliche Situation die beste Lösung ist.
Die DGUV weist darauf hin, dass die Wirksamkeit angebotener spezieller Löschmittel in Fachkreisen unterschiedlich bewertet wird. Zudem besteht nach der zugrunde gelegten DGUV Information kein allgemein anerkannter Prüfgrundsatz zum Nachweis ihrer Löschwirksamkeit.
Für die Auswahl geeigneter Feuerlöscheinrichtungen müssen deshalb die konkreten Gefährdungen im Betrieb betrachtet werden. Ein einzelner Werkzeugakku stellt eine andere Ausgangssituation dar als zahlreiche E-Bike-Akkus, elektrisch betriebene Flurförderzeuge oder größere Batteriesysteme.
Die wichtigste Grenze: die Eigengefährdung
Bei einem Batteriebrand können neben sehr hohen Temperaturen auch gesundheitsschädliche oder ätzende Brandgase und Rauch, Stichflammen, herausgeschleuderte Teile sowie elektrische Gefährdungen auftreten.
Ein Löschversuch darf deshalb nicht zur Eigengefährdung führen.
Die Brandbekämpfung kleinerer Lithium-Ionen-Akkus durch Brandschutzhelfer kann vorgesehen werden, wenn dies auf Grundlage der Gefährdungsbeurteilung festgelegt wurde und die handelnden Personen entsprechend unterwiesen sind.
Bei mehreren oder größeren Batterien sehen die zugrunde gelegten Sicherheitshinweise dagegen die Brandbekämpfung durch die Feuerwehr vor. Bei deutlicher Rauch- oder Gasentwicklung ist der Gefahrenbereich zu verlassen.
Auch nach dem Brand kann ein Akku kritisch bleiben
Selbst wenn keine Flammen mehr sichtbar sind, können innerhalb einer beschädigten Batterie weiterhin kritische Zustände bestehen. Eine Rückzündung ist daher auch zeitlich verzögert möglich.
Kritische Lithium-Ionen-Batterien müssen so untergebracht werden, dass sich ein möglicher Brand nicht auf die Umgebung ausbreiten kann. Die DGUV beschreibt hierfür unter anderem die Verbringung in einen sicheren beziehungsweise als Quarantäne vorgesehenen Bereich. Beschädigte Akkus sollten nicht weiterverwendet und einer geeigneten Entsorgung zugeführt werden.
Der bessere Brandschutz beginnt vor dem Brand
Für Unternehmen sollte sich der Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus nicht auf die Frage reduzieren, welcher Feuerlöscher für den Ernstfall bereitsteht.
Akkus sollten entsprechend den Herstellerangaben verwendet und geladen werden. Vorgesehene Ladegeräte, nicht brennbare Untergründe und eine ausreichende Wärmeabfuhr beim Laden gehören ebenso dazu wie ein Umfeld ohne unnötige Brandlasten.
Auch Veränderungen an der Batterie verdienen Aufmerksamkeit. Verformungen, Aufblähungen, Verfärbungen, ungewöhnliche Erwärmung, austretende Flüssigkeiten oder auffällige Gerüche können auf einen kritischen Zustand hindeuten. Solche Akkus sollten nicht weiter betrieben werden.
Je nach Art, Leistung und Menge der eingesetzten Batterien können unterschiedliche Schutzmaßnahmen erforderlich sein. Der Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien sollte deshalb auch in der betrieblichen Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden.
Was Unternehmen daraus mitnehmen sollten
Bei einem Brand von Lithium-Ionen-Akkus ist die Frage nach dem richtigen Feuerlöscher wichtig – aber nur ein Teil der Betrachtung.
Hat innerhalb einer Zelle bereits ein Thermal Runaway eingesetzt, lässt sich die eigentliche Reaktion von außen möglicherweise nicht unmittelbar erreichen. Die Kühlung wird deshalb zu einem wesentlichen Bestandteil der Brandbekämpfung: Sie soll Wärme abführen und insbesondere verhindern, dass weitere Zellen thermisch durchgehen.
Welche Maßnahmen erforderlich sind, hängt von den tatsächlich vorhandenen Batterien und den betrieblichen Bedingungen ab. Wirksamer Brandschutz beginnt deshalb bereits beim sicheren Laden und Lagern, dem Erkennen beschädigter Akkus und einer auf die konkrete Situation abgestimmten Gefährdungsbeurteilung.
Quellen
Für diesen Beitrag wurden unter anderem folgende Fachinformationen herangezogen:
- Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV): DGUV Information 205-041 „Brandschutz beim Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien“, Ausgabe Februar 2024.
- Bundesverband Technischer Brandschutz e. V. (bvfa) / Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV): „Sicherheitshinweise zum Löschen von Lithium-Ionen-Akkus“, Stand Juni 2020.