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Sichere Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien

Nicht zu unterschätzende Energiespeicher
Sichere Lagerung von Li-Akkus wird immer wichtiger

Sichere Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien
© Stefan Gregor/asecos
Lithi­um-Ionen-Bat­te­rien kom­men auch im indus­triellen Bere­ich und in der Sicher­heit­stech­nik zum Ein­satz. So prak­tisch und effizient sie sind, kön­nen sie aber hier eben­so großen Schaden anricht­en, wenn die aufgenommene Energie unkon­trol­liert abgegeben wird. Die Gefahr steigt noch, sobald sie unbeauf­sichtigt, beispiel­sweise außer­halb der Arbeit­szeit, aufge­laden wer­den. Typ-90-Sicher­heitss­chrankmod­elle ermöglichen das sichere Lagern und Laden dieser Batterien.

Das chemis­che Ele­ment Lithi­um bringt einige Vorteile mit sich: Es ist leicht und gibt Elek­tro­nen beson­ders gut ab. Lithi­um-Ionen-Akkus weisen daher eine hohe Energiedichte auf. Jedoch: Wenn ein Akku, das Ladegerät oder das Verbindungsk­a­bel defekt sind, kann ein Feuer entste­hen. Dabei führt die entste­hende Wärme zu ein­er Selb­ster­hitzung der einzel­nen Zellen bis zum ther­mis­chen Durchge­hen. Das richtige Auf­be­wahren in speziellen Lithi­um-Ionen-Sicher­heitss­chränken zur pas­siv­en und aktiv­en Lagerung beugt dieser Gefahr vor. Die Akkus kön­nen entwed­er über einen bes­timmten Zeitraum sich­er ver­wahrt wer­den (pas­sive Lagerung), oder es kann ein Aufladen der Akku­packs im Sicher­heitss­chrank mit Hil­fe des passenden Ladegeräts stat­tfind­en (aktive Lagerung). „Speziell zum sicheren Laden und Lagern neuer oder gebrauchter Akkus der kleinen und mit­tleren Leis­tungsklasse haben wir die Sicher­heitss­chrankmod­elle der Ion-Line entwick­elt, eine Typ-90-Schrankserie“, sagt Flo­ri­an Hei­der, Pro­duk­t­man­ag­er Ion-Lin bei der Asec­os GmbH.

Tritt der Ern­st­fall ein, sorgt die 90-minütige Feuer­wider­stands­fähigkeit der Lithi­um-Ionen-Sicher­heitss­chränke – sowohl von außen nach innen als auch von innen nach außen – im Brand­fall für mehr Zeit. Die Lade- und Lager­schränke ermöglichen zusät­zlich zu jed­er Tages- und Nachtzeit eine Überwachung inklu­sive ein­er optionalen Sig­nal­weit­er­leitung ver­schieden­er Alarm­stufen an eine zen­trale Leit­stelle oder alter­na­tiv an mehrere Mobil­tele­fone. „Dadurch erhält der Betreiber im Brand­fall, auch wenn er nicht vor Ort ist, die Möglichkeit, umge­hend han­deln zu kön­nen. Die Feuer­wehr sowie Ret­tungskräfte kön­nen nach dem Ein­tr­e­f­fen vor Ort weit­ere Schutz­maß­nah­men ein­leit­en und zum Beispiel auch den gesamten Sicher­heitss­chrank ins Freie trans­portieren“, macht Hei­der deutlich.

Mehrstufiges Warn- und Brandunterdrückungssystem

Sicher­heitss­chränke soll­ten im Opti­mal­fall mit einem mehrstu­fi­gen Warn- und Bran­dun­ter­drück­ungssys­tem, min­destens jedoch mit ein­er Rauchde­tek­tion aus­ges­tat­tet sein. Ein beson­ders großes Risiko beste­ht dann, wenn der Lade­vor­gang unbeauf­sichtigt außer­halb der Arbeit­szeit (z. B. nachts) erfol­gt. Daher ist bei unbeauf­sichtigtem Laden eine Alarmweit­er­leitung essen­ziell. „Die ver­schiede­nen Weit­er­leitungsmod­ule ermöglichen ergänzend zum serien­mäßi­gen poten­tial­freien Alarmkon­takt eine schnellere Reak­tion­szeit für Unternehmen mit oder ohne Gebäudeleit­tech­nik. Das Fer­n­melde­mod­ul meldet bei ein­er Gefahren­si­t­u­a­tion einen Sam­me­lalarm oder eine Net­zun­ter­brechung. Die Alarmierung erfol­gt per SMS und Anruf an bis zu fünf pro­gram­mier­bare Rufnum­mern. Auch Nachrich­t­en­texte sind möglich. Das Relais­mod­ul kann vier ver­schiedene Warn- und Alarm­stufen der Ion-Line Pro-Mod­elle unter­schei­den und diese über sep­a­rate, poten­tial­freie Kon­tak­te an eine Leit­stelle weit­er­leit­en“, erk­lärt Heider.

Schutz vor Flammenübergriff

Zum Laden und Lagern der Akkus ist auch ein Schließ­fach­sys­tem sin­nvoll. „Mod­elle wie Bat­tery Charge Lock­er schützen zusät­zlich vor Dieb­stahl, zum Beispiel wenn mehrere Nutzer densel­ben Schrank ver­wen­den. In der Ausstat­tungsvari­ante mit sieben inte­gri­erten Schließfäch­ern lassen sich Lithi­um-Ionen-Akkus getren­nt auf­be­wahren“, so Hei­der. Jedes Schließ­fach bietet den Zugriff auf zwei Steck­dosen. Ein zen­traler Rauch­melder im Schrank erken­nt den Brand und leit­et den Alarm an eine Gebäudeleit­tech­nik weiter.

Die zweite Schrankvari­ante mit fünf brandgeschützten Schließfäch­ern ver­hin­dert die Bran­dausweitung im gesamten Schrank­in­nen­raum und schützt die ein­ge­lagerten Akkus vor einem Flam­menüber­griff. Im Brand­fall kann der Anwen­der das betrof­fene Schließ­fach evakuieren. Der restliche Schrank und die weit­eren ein­ge­lagerten Akkus sind geschützt. So lässt sich der Schrank nach einem Brand­fall in kürzester Zeit wieder in Stand set­zen, ohne das Sicher­heit­sniveau von Nutzern abzusenken. In jedem Schließ­fach ist ein Tem­per­atursen­sor ver­baut. Meldet dieser einen Brand, erscheint am Schließ­fach eine LED-Funk­tion­sanzeige und am Schrank ein akustis­ch­er und optis­ch­er Alarm, der zusät­zlich an eine Gebäudeleit­tech­nik weit­ergeleit­et wird.

Li-Ionen-Akkus sollten wie ein Gefahrstoff behandelt werden

Das Merk­blatt der deutschen Ver­sicher­er (GDV e.V.) zur Schadensver­hü­tung gibt Hin­weise zur sicheren Lagerung von Lithi­um-Ionen-Akkus. Dem­nach sind die Bat­te­rien grund­sät­zlich wie ein Gefahrstoff zu behan­deln. Es wird drin­gend dazu ger­at­en, ein ganzheitlich­es Brand­schutzkonzept zu erstellen. Dabei müssen bauliche und organ­isatorische Randbe­din­gun­gen beachtet wer­den. Die hohe Anzahl an ver­schiede­nen Bat­teri­etypen und die ständi­ge Weit­er­en­twick­lung der Akkus führen dazu, dass keine all­ge­me­ingülti­gen Aus­sagen getrof­fen wer­den kön­nen. Für ein wirk­sames Schutzkonzept ist immer eine Einzelfall­be­tra­ch­tung in Abstim­mung mit dem Ver­sicher­er notwendig.

Das Merk­blatt stellt zudem dar, dass bei der Bere­it­stel­lung von Lithi­um-Bat­te­rien an Pro­duk­tion­splätzen die Anzahl auf ein Min­i­mum zu begren­zen ist. Zusät­zlich gibt es einige Sicher­heit­sregeln, die zu beacht­en sind. Dazu zählt, dass bei der Ver­wen­dung der Akkus immer die Vor­gaben des Her­stellers einge­hal­ten wer­den müssen, welche auch beauf­sichtigte Lade­vorgänge bein­hal­ten kön­nen. Sowohl äußere als auch innere Kurz­schlüsse soll­ten ver­hin­dert wer­den. Die Akkus dür­fen keinen hohen Tem­per­a­turen aus­ge­set­zt wer­den. Es muss eine bauliche oder räum­liche Tren­nung von min­destens 2,5 Metern zu brennbaren Mate­ri­alien beste­hen. Beschädigte oder defek­te Bat­te­rien sind grund­sät­zlich zu entsorgen.

Alter­na­tiv­en zum sicheren Lagern und Laden von Li-Ionen-Akkus in einem Typ90-Schrank gibt es kaum. Ein­fache Bat­ter­i­eschränke oder Regale aus Blech oder soge­nan­nte Akku­lade­schränke bieten nicht das gle­iche Schutzniveau und wer­den der sicheren Lagerung von Lithi­um-Ionen-Bat­te­rien als Gefahrstoff nicht gerecht. Eine weit­ere Option ist es, die Akkus in einem sep­a­rat­en Brand­schut­zlager aufzube­wahren. Dieses muss jedoch gemäß den ein­schlägi­gen Vorschriften betrieben wer­den. „Durch die zunehmenden Ein­satzbere­iche der Lithi­um-Ionen-Akkus wird auch das sichere Lagern und Laden dieser Energiespe­ich­er für Unternehmen immer wichtiger“, fasst Hei­der zusam­men. Kommt es trotz richtiger Lagerung durch einen defek­ten Akku zu einem Brand, schützt der Sicher­heitss­chrank die Umge­bung und die Men­schen in der Nähe.

 

Entschei­dend für den sicheren Umgang mit Li-Ionen-Akkus ist ein umfan­gre­ich­es Sicher­heits- und Brand­schutzkonzept


Ein Sicher­heitss­chrank zur Lagerung von Li-Akkus sollte über fol­gende Merk­male verfügen:
  • Feuer­wider­stands­fähigkeit von 90 Minuten gemäß DIN EN 14470–1 (Feuer von außen) und EN 1363–1 (Feuer von innen)
  • geeignete Sen­sorik für Rauch und Temperatur
  • Meldeüberwachung mit geeigneten Warn­funk­tio­nen, die optisch wie akustisch alarmieren
  • Weit­er­leitungsmöglichkeit zu ein­er Leitstelle
  • zuver­läs­sige tech­nis­che Entlüftung
  • Vor­rich­tun­gen zur Brandunterdrückung
  • Schutz vor unbefugter Benutzung.
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