Durch Lithium verursachte Brände

Jul 09, 2023

Dank ihrer Fähigkeit, große Energiemengen in einem kleinen Paket zu speichern, erfreuen sich Lithium-Ionen-Batterien immer größerer Beliebtheit und versorgen verschiedene Geräte, von Laptops und E-Zigaretten bis hin zu Elektroautos und Fahrrädern. Während die meisten Batterien sicher funktionieren, kann es bei einem kleinen Prozentsatz zu Fehlfunktionen kommen und Feuer fangen, manchmal mit tödlichen Folgen.

Die niederländische Küstenwache untersucht derzeit, ob ein tödlicher Brand an Bord eines Autotransporters am Dienstag von einem der an Bord befindlichen Elektrofahrzeuge ausging. In New York City kamen im Juni vier Menschen durch einen durch Lithium-Ionen-Batterien verursachten Brand in einer E-Bike-Reparaturwerkstatt ums Leben, was einen wachsenden Trend verdeutlicht. Die Federal Aviation Administration meldete letztes Jahr 74 Zwischenfälle mit Lithiumbatterien auf Flügen, und diese Zahl ist im letzten Jahrzehnt kontinuierlich gestiegen.

Eine der Hauptursachen für Batteriestörungen ist fehlerhafte Herstellung. Beispielsweise hat Samsung im Jahr 2016 seine Galaxy Note 7-Telefone zurückgerufen und die Produktion eingestellt, da es zu Batteriebränden kam, die durch schlecht kontrollierte Schweißarbeiten und die daraus resultierenden abnormalen Grate auf der Kathodenoberfläche verursacht wurden. Diese Grate können in den Separator eindringen und zu Kurzschlüssen und Bränden führen, wenn die Batterie in ihrem Gehäuse verpackt ist.

Eine weitere gefährliche Situation, die bei Lithium-Ionen-Batterien auftreten kann, ist das thermische Durchgehen. Sobald eine Batterie in einen unkontrollierten Selbsterhitzungszustand gerät, kann sie giftige und brennbare Gase wie Flusssäure freisetzen, die schwere Verbrennungen verursachen können. Aufgrund ihrer hohen Intensität und schnellen Ausbreitungsgeschwindigkeit kann es äußerst schwierig sein, diese Brände zu löschen oder ihnen zu entkommen.

New York City hat eine alarmierende Anzahl tödlicher E-Bike-Brände erlebt. Dieses Problem wurde durch die Verwendung von gebrauchten oder modifizierten Batterien, die mit größerer Wahrscheinlichkeit Mängel aufweisen, sowie durch die Praxis, Batterien über Nacht unbeaufsichtigt in Innenräumen aufzuladen, verschärft. Die Zahl der Brände in Geräten wie E-Bikes und Rollern ist zwischen 2020 und 2022 von 44 auf 220 gestiegen, wobei in diesem Jahr bisher 13 Menschen ihr Leben verloren haben.

Es werden Anstrengungen unternommen, um diese Bedenken auszuräumen. In New York City unterzeichnete Bürgermeister Eric Adams fünf Gesetzesentwürfe, die den Verkauf gebrauchter, überholter Batterien und solcher, die nicht den Sicherheitsstandards entsprechen, verbieten. Der Gesetzgeber in New York unterstützt auch die bundesstaatlichen Sicherheitsvorschriften für Lithium-Ionen-Batterien in persönlichen Mobilitätsgeräten.

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft erforschen Forscher Möglichkeiten, Lithium-Ionen-Batterien sicherer und weniger entflammbar zu machen. Ein vielversprechender Ansatz ist die Entwicklung von „Festkörper“-Lithium-Ionen-Batterien, bei denen der Elektrolyt ein Feststoff und keine brennbare Flüssigkeit ist. Diese Änderung ermöglicht ein schnelleres Laden, verringert die Brandgefahr und verlängert die Batterielebensdauer. Einige Experten glauben, dass entweder die Umstellung auf Festkörperelektrolyte oder die Verwendung nicht brennbarer Elektrolyte auf Wasserbasis die mit Lithium-Ionen-Batterien verbundene Brandgefahr beseitigen kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lithium-Ionen-Batterien zwar die Art und Weise, wie wir unsere Geräte mit Strom versorgen, revolutioniert haben, die Gefahr von Bränden und Fehlfunktionen jedoch nicht ignoriert werden kann. Um den sicheren Betrieb dieser Energiespeichersysteme zu gewährleisten, ist es von entscheidender Bedeutung, Sicherheitsmaßnahmen bei Herstellung, Nutzung und Vorschriften Vorrang zu geben.