Abschnitt 2.8 - 2.8 Lithium-Ionen-Akkus
Lithium-Ionen-Akkus werden vielfältig eingesetzt und verstärkt auch in Elektrowerkzeugen und -maschinen genutzt.
Eine Brandgefahr kann aufgrund technischer Defekte oder durch unsachgemäße Handhabung entstehen. In den Lithium-Ionen-Akkus können hohe Temperaturen auftreten, wenn sie einer starken äußeren Erwärmung, äußeren und inneren Kurzschlüssen, einer Überladung oder Tiefentladung ausgesetzt sind. Dies kann zu Akkuschäden und zum Brand führen.
So dürfen Lithium-Ionen-Akkus im Sommer nicht in einem Fahrzeug, das direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, gelagert werden.
Beim äußeren Kurzschluss werden die Batteriepole durch leitfähiges Material, z. B. durch Fingerringe, kleine Metallgegenstände oder Ablegen auf metallische Untergründe, verbunden. Akkus müssen gegen diesen äußeren Kurzschluss gesichert werden, indem entweder die Batteriepole durch Polkappen geschützt oder die Akkus in die Geräte eingebaut werden.
Ein innerer Kurzschluss entsteht durch Verbindung der einzelnen Zellen. Er kann durch Fehler beim Herstellungsprozess oder durch mechanische Einwirkung, z. B. durch Herunterfallen, starke Erschütterung oder Vibrationen, ausgelöst werden.
Die Akkus enthalten eine ätzende Elektrolytflüssigkeit (Inhaltsstoff u.a. Lithiumhexafluorid), die freigesetzt wird, wenn die Akkus mechanisch beschädigt werden. Bei Kontakt führt die Elektrolytflüssigkeit zu Schädigungen der Haut und der Augen. Die Flüssigkeit ist mit säurebeständigen Schutzhandschuhen aufzunehmen und entsprechend den Anleitungen der Hersteller zu entsorgen. Beschädigte oder ausgelaufene Lithium-Ionen-Akkus dürfen nicht mehr verwendet werden. Diese müssen als kritisch defekte Batterien unter geeigneten Brandschutzvorkehrungen aufbewahrt werden.
Geräte und Maschinen dürfen nur mit einem dafür vorgesehenen Lithium-Ionen-Akku betrieben werden. Die Akkus dürfen nur mit dem vorgesehenen Ladegerät geladen werden, da die Ladekennlinie auf den Akku abgestimmt sein muss. Schon eine geringfügig zu hohe Ladespannung führt aufgrund zu großer Ladeströme zu einer Erhitzung des Akkus und kann somit einen Brand auslösen. Beim Erreichen der Vollladung muss der Ladungsprozess automatisch durch das Ladegerät sofort beendet werden. Lithium-Ionen-Akkus dürfen nur unter Aufsicht geladen werden (nicht über Nacht laden!).
Lithium-Ionen-Akkus dürfen nur bis zu einer gewissen Kapazität entladen werden. Wird diese Mindestkapazität unterschritten, spricht man von Tiefentladung. Diese Tiefentladung kann z. B. durch Kurzschlüsse oder unsachgemäße Verwendung des Akkus erfolgen. Es kommt zum Aufblähen des Akkus und es besteht akute Brandgefahr. Die Geräte und Maschinen, die mit Lithium-Ionen-Akkus betrieben werden, sollten eine Einrichtung zur Akku-Überwachung haben, z. B. in Form von Kontrolllampen, so dass eine Tiefentladung vermieden wird.
Die Ladegeräte sind von Nässe und Staub fernzuhalten. Werden die Ladegeräte im Außenbereich verwendet, dann müssen die Kabel für den Einsatz im Freien geeignet sein (H07RN-F oder als maximal vier Meter lange Anschlussleitung H05RN-F). Zusatzschutzeinrichtungen (RCD-Fehlerstromschutzeinrichtung) sind zu verwenden.
Besondere Vorsicht ist geboten, wenn sich erste Anzeichen eines Versagens wie starke Erwärmung oder Aufblähen zeigen. Brände mit oder durch Lithium-Ionen-Akkus sind schwer zu löschen. Daher ist die Feuerwehr zu alarmieren. Der Brand muss mit viel Wasser bekämpft werden, um den Brandherd abzukühlen! Da bei den Bränden giftige Gase und Dämpfe entstehen, muss beim Löschen persönliche Schutzausrüstung wie Schutzanzug, Schutzhandschuhe, Schutzbrille und umgebungsluftunabhängiges Atemschutzgerät getragen werden.
Lagerung
Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus ist begrenzt. Sie altern am wenigsten, wenn der Ladestand im Bereich von 40-60% liegt, sie kühl (0 - 45°C), aber frostfrei, und unbedingt trocken gelagert werden. Bei längerer Lagerung von Zeit zu Zeit den Aufladezustand kontrollieren und ggf. wiederaufladen! Vorsicht bei Lagerung von entladenen Akkus, es kann zur Tiefentladung kommen und in der Folge zu einem Brand, insbesondere wenn ein tiefenentladener Akku erneut geladen wird.
In sicherem Abstand zu brennbaren Materialien lagern. Bei der Lagerung innerhalb von Gebäuden sollte ein Freistreifen von 2,5 m zu anderen Gütern eingehalten werden oder die Lithium-Ionen-Akkus in einem brandschutztechnisch abgetrennten Bereich (z. B. im Sicherheitsschrank, Container) gelagert werden. Eventuell zusätzlich eine Brandmeldeanlage installieren.
Beschädigte Lithium-Ionen-Akkus müssen in brand- und säurefesten Auffangeinrichtungen getrennt von anderen brennbaren Materialien gelagert werden. Sie sind umgehend fachgerecht entsprechend den Herstelleranweisungen zu entsorgen.
Transport
Lithium-Ionen-Akkus sind Gefahrgut der Klasse 9 (Verschiedene gefährliche Stoffe und Gegenstände). Somit unterliegen die Transporte von Lithium-Ionen-Akkus und von Geräten, die Lithium-Ionen-Akkus enthalten, den Gefahrgutvorschriften. Es dürfen nur Batterien transportiert werden, deren Baumuster die sogenannten "UN 38.3 Tests" bestanden haben. Seit dem 01. Januar 2020 müssen Hersteller und Vertreiber hierzu auch eine standardisierte Prüfzusammenfassung zur Verfügung stellen. Welche Vorschriften anzuwenden sind, hängt auch von dem Energieinhalt des Akkus in Wattstunden (Wh) ab. Lithium-Ionen-Akkus, die eine Nennenergie von höchstens 100 Wh besitzen, sind von den meisten Gefahrgutschriften befreit, wenn sie gemäß den Bedingungen der Sondervorschrift 188 des ADR (Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße) befördert werden.
Darüber hinaus gelten Vorschriften abhängig von der Transportweise (im Gerät oder als Ersatzakku) und abhängig von der Art des Transportes (Handwerkerregelung, Versorgungstransporte). Folgende UN-Nummern kommen in Betracht:
UN-Nummer: 3480 (Lithium-Ionen-Batterien)
UN-Nummer: 3481 (Lithium-Ionen-Batterien in Ausrüstungen oder mit Ausrüstungen verpackt)
Der Faktor zur Berechnung der Kleinmengenregelung beträgt 3, mit dem das Bruttogewicht des Akkus multipliziert werden muss.
Lithium-Ionen-Akkus können als Kleinmenge von Betrieben (Bauunternehmen, Bauhöfen) im Rahmen der Haupttätigkeit (1.1.3.1 c ADR "Handwerkerregelung") oder als Versorgungstransport (1.1.3.6 ADR "1000-Punkte Regelung") transportiert werden.
Sind maximal zwei Akkus mit jeweils weniger als 100 Wh in Geräten eingebaut und sind diese durch die Geräte vor Beschädigungen, Kurzschlüssen und unbeabsichtigte Auslösung geschützt, so sind keine weiteren Maßnahmen des ADR erforderlich (Sondervorschrift 188).
Abb. 42
Mit Lithium-Ionen-Akkus betriebene Trennschleifmaschine
Abb. 43
Mit Lithium-Ionen-Akkus betriebene Akkuhandkreissäge
Beschädigte Akkus müssen zunächst hinsichtlich ihrer Transportfähigkeit mit Hilfe des Herstellers oder eines Sachverständigen beurteilt werden. Der Transport muss anschließend gemäß den jeweils zutreffenden Vorschriften des ADR (z. B. Sondervorschrift 376) oder den, durch die zuständige Behörde zugelassenen, Bedingungen durchgeführt werden.
Abb. 44
Bauartzugelassene Gefahrgutverpackung für Versandstücke mit Lithiumbatterien mit Gefahrzettel 9A und UN-Nummer 3480