Was tun, wenn ein Akku explodiert?

Dieser Frage ist das Handwerker-Portal Handwerk.com nachgegangen. Die Antwort findet ihr hier: Plötzlich Chaos! Das tun Sie, wenn ein Akku explodiert

Lithium-Akkus explodieren normalerweise nicht, sie brennen nur - das aber hervorragend.
Durch die Reaktionsgeschwindsigkeit beim Abbrand kann aber durchaus auch eine Stichflamme aus dem Gerätegehäuse schlagen.
Falls Rundzellen zum Einsatz kommen und das Überdruckventil einer Zelle versagt, kann sie durch den Gasdruck im inneren Bersten. Das mag dem Laien wie eine Explosion vorkommen, ist aber aus technischer Sicht keine.

Wie löscht man Lithium-Akkus? Gar nicht. Die Akkus brennen so hervorragend, dass man den Akku selbst nicht gelöscht bekommt. Man kann nur verhindern, dass das Feuer auf die Umgebung übergreift. Und dafür eignet sich bei kleinen Akkus durchaus Wasser. Oder Schaum. Oder Pulver, Oder Sand. Schließlich soll nicht der Akku gelöscht werden, sondern "normales" Brandgut.
Und hierbei rede ich von kleinen Akkus im Bereich bis oder knapp über 100 Wh.

Bei größeren Akkus oder Ansammlungen viele kleiner Akkus wird es dann deutlich ungemütlicher und private Löschversuche haben weniger Erfolgsaussicht.

Falls jemand also viele Akkus lagern will: Abstand zwischen den Akkus schaffen oder idealerweise nicht brennbare Zwischenwände einbauen. Bei einer Schublade in der man viele Werkzeugakkus lagern will, reicht ein Schachbrettartiges Muster aus hochkant stehenden Gipsfaserplatten zwischen den Akkus aus, dass im Zweifelsfall nur ein Akku brennt und nicht alle. Unten drunter auch eine einfache Gipsfaserplatte und oben ein Deckel aus dem selben Material und man hat sehr gute Chancen, dass der Brand von selbst wieder erlischt, weil der eine Akku zwar heftig brennt, aber nur sehr kurz.
Das hilft für die 90% der Zeit, die man nicht in der Werkstatt ist. Für die restliche Zeit sollten 1-2 Feuerlöscher vorhanden sein.

Doch womit sind brennende Akkus im Ernstfall richtig zu löschen? Das hat der Fachausschuss Vorbeugender Brand- und Gefahrenschutz der deutschen Feuerwehren ermittelt: „Sowohl bei Bränden von Lithium-Ionen-Speichermedien als auch von Geräten mit eingebauten Lithium-Ionen-Speichermedien wird als Löschmittel der Wahl Wasser empfohlen“, schreibt er in seiner Risikoeinschätzung Lithium-Ionen Speichermedien.

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Das verlinkte PDF stammt nicht vom Fachausschuss deutscher Feuerwehren, sondern vom Bund deutscher Abfallentsorger. Die Empfehlung zum Löschen mit Wasser findet sich darin ebenfalls nicht. Dort geht es nur um die korrekte Verpackung von Zellen zur Entsorgung, was dem Handwerker aber nicht wirklich hilft.

Ich habe beruflich mit leistungsstarken Akkus zu tun (Entwicklung professioneller Drohnen) und daher auch schon den einen oder anderen Brand erlebt. Grundsätzlich sind LiPo-Packs zwar weitaus gefährlicher, doch selbst harmlos wirkende LiIon-Zellen können eine Menge Energie in Form von Hitze freisetzen.

In unserer Branche nutzen viele Leute feuerfeste Dokumenten-Safes zur Aufbewahrung der Akkus. Die haben zwar eigentlich den umgekehrten Sinn, nämlich das schützenswerte Gut zu beherbergen, doch darauf kommt es letztendlich nicht an. Die Safes finden sich auf allen möglichen Verkaufsplattformen für relativ wenig Geld und sind in der Regel aus einem schwer entflammbaren Kunststoff mit einem Sandkern.

Um die Akkus darin sicher aufbewahren zu können muss unbedingt ein Loch in den Deckel gebohrt und ein Röhrchen eingeklebt/gepresst werden, da der Deckel sonst im Fall eines Brands aufgesprengt werden kann. Mit einem so modifizierten Safe ist man dann relativ sicher.

Da die meisten Vorfälle beim Laden passieren, lasse ich einen Akku in der Regel nie ohne Aufsicht laden. Auch Handys oder andere Kleingeräte werden nie über Nacht an das Ladegerät geklemmt. Sollte ich in Ausnahmefällen doch mal einen Akku unbeaufsichtigt laden lassen, dann in der Werkstatt mitten auf dem Steinboden mit mindestens einem Meter Abstand zu jeglichen brennbaren Gegenständen. Eine absolute Sicherheit gibt aber auch das nicht. Die Verbrennung kann so explosionsartig passieren, dass es den Akku mehrere Meter durch das Zimmer katapultiert.

Extrem gefährlich weil unberechenbar sind Akkus, die mal runtergefallen sind. LiIon-Packs wie 18650-Zellen in einem Kunststoffgehäuse sind zwar mechanisch deutlich besser geschützt, als nur in Folie eingeschweißte LiPo-Zellen, doch das Risiko steigt nach einem Sturz signifikant. So ein Akku kann zwar noch völlig normal weiter funktionieren, doch wenn er nicht sofort in Brand gerät, heißt es nicht, dass er es nicht möglicherweise innerhalb der nächsten 5 oder 10 Zyklen tut. Bei uns werden solche Akkus grundsätzlich aussortiert.

Lithium-Akkus sollten übrigens nie voll geladen gelagert werden. LiPo-Zellen sind bei ca. 20% Restkapazität chemisch am stabilsten, bei LiIon-Zellen sind es 50-60%. Werden sie mit mehr Kapazität gelagert, altern die Zellen schneller. Darüber hinaus kann ein nur halb geladener Akku im Brandfall natürlich auch nur die Hälfte der Energie freisetzen.

Viele Grüße
Tilman

Hallo Tilman,
gibt es eine chemische Erklärung warum Pouch Zellen bei 20 % SoC am Stabilsten sein sollen und Zylindrische bei 50-60 % SoC?

Das hat wohl weniger etwas mit der Bauform zu tun, sondern mit den chemischen Bestandteilen. Liion sind insgesamt schon chemisch stabiler und nehmen es Dir auch nicht so schnell krumm, wenn Du sie voll geladen lagerst. Lipos dagegen sind da ganz schnell beleidigt und machen oftmals schon nach einer Winterpause dicke Backen. Hier ist von einer Lagerung in voll geladenem Zustand grundsätzlich abzuraten. Allerdings gibt es auch bei Lipos noch starke Unterschiede. Je höher die Entladerate ist, desto empfindlicher ist die Zelle in der Regel. Zumindest bei uns gilt daher die Regel: Wenn wir nur 20C brauchen, nehmen wir auch nur 20C und nicht 40C oder mehr.

Viele Grüße
Tilman

Also ich handtiere ja schon seit den Anfängen mit den Lipos im Modellbau herum und ist erst einer abgeraucht/geschmort, und das beim Entladen, also wenn die Pack’s die hohen Ströme eben nicht stand gehalten haben.
Bei Lagerung oder Laden ist bei meinen glaube über 100 Packs die eben auch bei jeglicher Entlade-/Ladezyklen an Leistung verlieren ausgemustert werden, noch nie etwas passiert.
Ebenso bei den momentan vorhandenen Li-Ion Werkzeugakkus gab es keinerlei Probleme.

Denke dager, das liegt eher an der Qualität der Akkus und Ladegerät, sowie an der Nutzung.
Zumindest bei meinen Ladestationen bin ich ja dann sehr fahrlässig, da ist nichts geschützt usw. ... doch das mit den Gipsfaserplatten wäre eine gute und glaube auch schnelle umsetzbare Lösung, mal sehen wie ich das Anwenderfreundlich umsetzen kann.

Mir sind in den letzten Jahren alleine zwei SLS Quantum und ein Hacker Topfuel abgefackelt. Das sind beides eigentlich qualitative Akkus. Geladen wird hier mit Junsi 4010 Duo und in der Regel werden alle Akkus ordentlich auf Lagerspannung gelagert.

Eine Samsung 18650 ist mir übrigens in der E-Zigarette letztes Jahr ohne jegliche Belastung abgeraucht. Die Zigarette stand mindestens 20 Minuten einfach ungenutzt auf dem Tisch. Die Zelle wurde nie mit mehr als 4-5A belastet und ordentlich mit 1C geladen.

Vielleicht hast Du bisher einfach Glück gehabt, vielleicht haben wir ein höheres Risiko, weil auch Lipo-Packs mit 40-60C hier genutzt werden. Ist auch völlig egal. Es gibt Leute, die haben trotz perfekter Pflege einen Akkubrand erlebt, während andere ihre Packs überhaupt nicht pflegen und so etwas trotzdem noch nie erlebt haben. De facto gibt es mehr als genug Fälle, die das Risiko belegen. Seien es in Modellbauforen, auf Youtube oder wasweißichnicht. Alleine das sollte reichen, sich der Gefahr bewusst zu sein.

Viele Grüße
Tilman

Tilman schrieb:

Das hat wohl weniger etwas mit der Bauform zu tun, sondern mit den chemischen Bestandteilen. Liion sind insgesamt schon chemisch stabiler und nehmen es Dir auch nicht so schnell krumm, wenn Du sie voll geladen lagerst. Lipos dagegen sind da ganz schnell beleidigt und machen oftmals schon nach einer Winterpause dicke Backen. Hier ist von einer Lagerung in voll geladenem Zustand grundsätzlich abzuraten. Allerdings gibt es auch bei Lipos noch starke Unterschiede. Je höher die Entladerate ist, desto empfindlicher ist die Zelle in der Regel. Zumindest bei uns gilt daher die Regel: Wenn wir nur 20C brauchen, nehmen wir auch nur 20C und nicht 40C oder mehr.

Viele Grüße
Tilman

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Ihr habt Drohnen die den Akku in 2-3 Minuten leerziehen? Das wären 20 C. Weißt du zufällig welche Unterschiede in der Chemie da ausschlaggebend sind bei der Lagerspannung? Bei Infos zur Chemie von Li-Ion Akkus bin ich immer interessiert.

Naja, es ist denke wie mit allen Produkten ... sprich wenige defekte oder Unfälle werden meist schneller verbreitet oder hochgepuscht als die Millionen und aber Millionen funktionstüchtigen. Zumindest kein Produkt ist von Fehlern gefeit.

m_karl schrieb:

Ihr habt Drohnen die den Akku in 2-3 Minuten leerziehen? Das wären 20 C. Weißt du zufällig welche Unterschiede in der Chemie da ausschlaggebend sind bei der Lagerspannung? Bei Infos zur Chemie von Li-Ion Akkus bin ich immer interessiert.

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Da spielt die Regelungscharakteristik und das Flugverhalten ein. Gerade die Regelung kann bei stärkeren Windböen mal hohe Ströme erfordern. Gleiches gilt beim Beschleunigen und bei Steigflügen. Braucht ein Copter im normalen Vorwärtsflug 20 A, können Stromspitzen bis über 200 A normal sein.

MrDitschy schrieb:

Naja, es ist denke wie mit allen Produkten ... sprich wenige defekte oder Unfälle werden meist schneller verbreitet oder hochgepuscht als die Millionen und aber Millionen funktionstüchtigen. Zumindest kein Produkt ist von Fehlern gefeit.

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Hmm, das kann man so sehen, wenn man will. Ich schätze mal, dass wenigstens jeder zehnte Pilot, den ich kenne, so eine Erfahrung schon einmal gemacht hat. Lass jeden mal vielleicht 50 Akkus bisher gehabt oder genutzt haben, dann ist das jeder 500. Akku. Das Problem ist: Wenn z.B. jede 500. Bosch-Stichsäge irgendwann kaputt geht, ist das ärgerlich aber nicht weiter schlimm. Es hat theoretisch keine weiteren Folgen, als dass irgend jemand am Wochenende nicht basteln kann. Passiert das gleiche mit einem Akku, kann das ohne Vorsorge in einem Hausbrand enden.

Viele Grüße
Tilman

Tilman schrieb:

Da spielt die Regelungscharakteristik und das Flugverhalten ein. Gerade die Regelung kann bei stärkeren Windböen mal hohe Ströme erfordern. Gleiches gilt beim Beschleunigen und bei Steigflügen. Braucht ein Copter im normalen Vorwärtsflug 20 A, können Stromspitzen bis über 200 A normal sein.

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Die über 200A sind wohl unter Anderem der 4 - 8 Motoren geschuldet von denen jeder seinen eigenen Controller hat. Bei 8 Motoren sind das ja nur noch 25A für jeden Einzelnen.
Das sind aber Ströme die derzeit(noch) im Werkzeugbereich undenkbar sind. Da ist bei rund 120- 140A in der Spitze Schluß. Dauerhaft werden wohl maximal 100A fließen können wobei die Akkus zu warm werden und abschalten. Da reden wir aber auch von einem 3P Akku(aktuelle 12Ah Akkus mit 21700 Zellen), also "nur" knapp 50A Spitzenstrom pro Zelle.
Ich bin mir Sicher, daß wenn man das öfters macht das CID ansprechen wird und den weiterbetrieb unterbindet. Das ist eines der wesentlichen Sicherheitsmerkmale die die Rundzellen von den Pouchzellen bei gleichzeitig sicherer Chemie unterscheidet.

PS

Tilman schrieb:

MrDitschy schrieb:

Naja, es ist denke wie mit allen Produkten ... sprich wenige defekte oder Unfälle werden meist schneller verbreitet oder hochgepuscht als die Millionen und aber Millionen funktionstüchtigen. Zumindest kein Produkt ist von Fehlern gefeit.

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Hmm, das kann man so sehen, wenn man will. Ich schätze mal, dass wenigstens jeder zehnte Pilot, den ich kenne, so eine Erfahrung schon einmal gemacht hat. Lass jeden mal vielleicht 50 Akkus bisher gehabt oder genutzt haben, dann ist das jeder 500. Akku. Das Problem ist: Wenn z.B. jede 500. Bosch-Stichsäge irgendwann kaputt geht, ist das ärgerlich aber nicht weiter schlimm. Es hat theoretisch keine weiteren Folgen, als dass irgend jemand am Wochenende nicht basteln kann. Passiert das gleiche mit einem Akku, kann das ohne Vorsorge in einem Hausbrand enden.

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Das kann man nicht nur so sehen, dass muss man sogar so sehen. Du malst hier Schreckens-Szenarien auf, nach denen müsste man Lithium-Ionen-Akkupacks sofort verbieten.
Für Deine extreme Spezialanwendung mag das gelten, in der breiten Masse gilt das ganz sicher nicht. Da wüsste ich viele (auch gewerbliche) Anwender, die müssten dann eine Armada an Personal einstellen, um nur noch überwachte Ladevorgänge ablaufen zu lassen. Und die ganzen brennenden Teslas erst, liest man ja auch täglich in der Zeitung von...
Und, noch viel wichtiger: wäre das Problem so gravierend, gäbe es wirklich so viele Brandfälle durch Akkuladungen, würden die Versicherungen sich quer stellen. Man könnte schlicht und ergreifend keine Hausrat-Versicherung mehr abschließen, Firmen könnten keine Versicherungen mehr abschließen...

Deine Hinweise zum täglichen Umgang mit Akkus sind gut und richtig, aber Akkus nur auf Steinfußboden in der Waschküche laden - das geht irgendwie doch zu weit.

Tilman schrieb:

m_karl schrieb:

Ihr habt Drohnen die den Akku in 2-3 Minuten leerziehen? Das wären 20 C. Weißt du zufällig welche Unterschiede in der Chemie da ausschlaggebend sind bei der Lagerspannung? Bei Infos zur Chemie von Li-Ion Akkus bin ich immer interessiert.

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Da spielt die Regelungscharakteristik und das Flugverhalten ein. Gerade die Regelung kann bei stärkeren Windböen mal hohe Ströme erfordern. Gleiches gilt beim Beschleunigen und bei Steigflügen. Braucht ein Copter im normalen Vorwärtsflug 20 A, können Stromspitzen bis über 200 A normal sein.

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Also sind die Ratings der Packs lediglich Peak ratings?

Tilman schrieb:

MrDitschy schrieb:

Naja, es ist denke wie mit allen Produkten ... sprich wenige defekte oder Unfälle werden meist schneller verbreitet oder hochgepuscht als die Millionen und aber Millionen funktionstüchtigen. Zumindest kein Produkt ist von Fehlern gefeit.

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Hmm, das kann man so sehen, wenn man will. Ich schätze mal, dass wenigstens jeder zehnte Pilot, den ich kenne, so eine Erfahrung schon einmal gemacht hat.

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Aber niemals bei „normaler“ Nutzung, für das die Materialien ausgelegt sind ... sprich im Race RC-Modellbau sucht man ja immer das extreme, da sind kochende Akkus fast schon Alltag usw., bis man eben die passenden Antriebskomponenten Akku/Regler/Motor gefunden hatte (und selbst das geht aufs Material und hält nicht ewig).
Doch abbrennen passierte selbst in den Anfängen eher selten, wobei wir vor 20 Jahren auch schon bis 100A mittels 3S oder 4S Lipo durch die Kabel gejagt hatten ... also wie erwähnt passierte das wenn nur bei Überbelastung oder Crash, aber niemals bei sachgemäßer Nutzung oder Ladevorgängen.

MrDitschy schrieb:

Aber niemals bei „normaler“ Nutzung, für das die Materialien ausgelegt sind ...

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Du wirst mir jetzt nicht erzählen wollen, dass bis zu 100A aus so einem Miniakku "normal" sind.
Ich hatte vor ein paar Jahren einem Kollegen eine einfache Stromsenke gebaut. Mit der hat er seinen 7,4V Racingpack mit 55A zum Aufheizen entladen um ihn anschließend zum Rennen wieder schnell aufzuladen. Also waren mit den Packs vielleicht 100A in der Spitze möglich, aber kaum mehr als 50A auf Dauer.
Bei den Toolzellen führt so was in Bälde zur Auslösung des CID.

PS

Mit wieviel C ein Lipo entladen werden kann steht auf den Modellbauakkus drauf (ja, da muss man suchen, denn vieles sind Marketing C), das meine ich zumindest mit normaler Nutzung. Und bei Race sind die nach 10-15 Stins eh nicht mehr zu gebrauchen, doch hier geht es ab wann ein Akku abfackelt, nicht was ein Akku auf Dauer aushält.
Hatte zumindest schon vor 15 Jahren einen 4S 4Ah Lipo mit 20C im Mono2 (heute gehen die glaube schon bis 80C), mit Wasserkühlung packte der um die 100A (ohne WK kokelte jedoch der erste ab).
Oder 3S 2,5Ah Lipo mit 25C im Pylon, der machte selbst bei 60A nicht schlapp.
Also für kurzzeitigen Spaß klappte das damals recht gut ... hmm, muss mal wieder anfangen, Speed Drohne würde mich schon reizen!

MrDitschy schrieb:

Hatte zumindest schon vor 15 Jahren einen 4S 4Ah Lipo mit 20C im Mono2 (heute gehen die glaube schon bis 80C), mit Wasserkühlung packte der um die 100A (ohne WK kokelte jedoch der erste ab).
Oder 3S 2,5Ah Lipo mit 25C im Pylon, der machte selbst bei 60A nicht schlapp

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Genau das meinte ich. Die können das vielleicht ein paar mal. Dann muss man sich aber auch nicht wundern wenn die beizeiten dicke Backen machen. Und wenn man die Dinger dann dennoch weiter zu betreiben versucht geht halt mal einer hoch. Im Toolakku bbendet im Normalfall das CID den Spaß.
Gut, bei einer Drohne wäre das auch ziemlich unlustig wenn ein CID abschalten würde...
(Bei Sekunde12)

PS

Wer bei Race nach Geschwindigkeit und Leichtigkeit strebt, wählt eben solche Spitzen Konstellationen ... ist mit „Normalbetrieb“ nicht zu vergleichen, also ähnlich Rennauto mit Straßenauto.

powersupply schrieb:

Die über 200A sind wohl unter Anderem der 4 - 8 Motoren geschuldet von denen jeder seinen eigenen Controller hat. Bei 8 Motoren sind das ja nur noch 25A für jeden Einzelnen.

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Klar, wobei ich auch einen Copter zum Heizen habe, den ich mit 6S 2200mAh 65C Packs betreibe. Die brechen regelmäßig bei Vollgas zusammen, weil die Motorregler bei 35 A Pro Motor dicht machen. Das sind nominal rund 3,1 kW auf 4 Motoren verteilt.

Dirk schrieb:

Das kann man nicht nur so sehen, dass muss man sogar so sehen. Du malst hier Schreckens-Szenarien auf, nach denen müsste man Lithium-Ionen-Akkupacks sofort verbieten.

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Naja, verbieten wäre eine impulsive Reaktion und keine sachliche Lösung. De facto sind LiIon-Zellen Gefahrengut und werden auch von vielen Stellen mit entsprechender Vorsicht behandelt. Nur weil es keine gesetzliche Vorschrift für Privathaushalte gibt, bedeutet das übrigens nicht, dass nicht zum Bespiel die Brandschutzversicherung bereits einen entsprechenden Passus in ihren Bestimmungen hat. Meldungen über abgefackelte E-Zigaretten, -Scooter oder -Bikes gibt es schließlich genug, so dass die Versicherer mittlerweile darauf reagieren.

Vielleicht bin ich da ein wenig vorsichtiger, als andere, weil ich nicht nur brennende Akkus erlebt habe, sondern darüber hinaus in einem alten Bauernhaus wohne, in dem Unmengen an Weichholz verbaut sind und in welches ich tausende von Stunden Arbeit investiert habe. Das bisschen Sicherheit, für welches ich sorge, tut mir nicht weh. Der Schaden wäre im Ernstfall jedoch katastrophal.

m_karl schrieb:

Also sind die Ratings der Packs lediglich Peak ratings?

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Nein aber wenn ich einen Akku mit 20C habe, wird er kurzfristig zwar vielleicht 30C liefern können, niemals aber 40 oder 50C. Ab dem Punkt, wo der Regelung nicht auch bei harten Böen genug Leistung zur Verfügung steht, liegt das Fluggerät nicht mehr sauber in der Luft, was einen direkten Einfluss auf das Sicherheitsgefühl des Piloten hat. Und wer unsicher ist, macht eher Fehler.

MrDitschy schrieb:

Doch abbrennen passierte selbst in den Anfängen eher selten, wobei wir vor 20 Jahren auch schon bis 100A mittels 3S oder 4S Lipo durch die Kabel gejagt hatten ... also wie erwähnt passierte das wenn nur bei Überbelastung oder Crash, aber niemals bei sachgemäßer Nutzung oder Ladevorgängen.

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Lipos waren früher auch sicherer, weil sie eben nur 10 oder maximal 20 C leisten konnten. Ich habe heute noch ein paar 10 Jahre alte 3S 2200 mAh Lipos, die trotz unzähliger Zyklen und oft maßloser Überlastung weder gebläht sind noch sonst irgendwelche nennenswerten Schwächen zeigen. Das Problem heute ist die Energiedichte. Das merkt man zum einen deutlich an der Lebensdauer, zum anderen aber auch an der Empfindlichkeit. 20C wird immer seltener, 40C ist normal und im Sportbereich sind wir bei 60 oder gar 65 C. Darüber hinaus sind die Zellen kleiner geworden. Die 10 Jahre alten 2200 mAh Zellen sind größer, als eine moderne Zelle mit 3000 mAh.

Viele Grüße
Tilman

Tilman schrieb:

Klar, wobei ich auch einen Copter zum Heizen habe, den ich mit 6S 2200mAh 65C Packs betreibe. Die brechen regelmäßig bei Vollgas zusammen, weil die Motorregler bei 35 A Pro Motor dicht machen. Das sind nominal rund 3,1 kW auf 4 Motoren verteilt.

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Bei 140A hat auch ein 6S LiPo keine 20V mehr!
Zusammenbrechen heißt für mich sogar "eher darunter".
Und dann sind das zwar immer noch vielleicht 2 - 2,5kW, aber immerhin.
Stattlicher Wert für so ein kleines Kerlchen!

PS