# Lithiumbatterien aufladen

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- Published: 2024-01-23T13:17:18+01:00
- Author: kfvwordpress

**„Batterien sollte man immer nur dann aufladen, wenn man wach und aufmerksam ist“**

 Wuppertal, 23.12.2023.  Prof. Dr. Roland Goertz vom Lehrstuhl für Chemische Sicherheit
und Abwehrenden Brandschutz über den sicheren Umgang mit wiederaufladbaren Lithiumbatterien
und professioneller Hilfe im Brandfall.

Lithiumbatterien finden sich heute in vielfachen Mengen in unseren Haushalten. Ob
Handy, Computer, Aquarienzubehör, Alarmanlagen, Anrufbeantworter, Armbanduhren, 
Babyphon oder Backofen, die Liste ist schier endlos fortzusetzbar. In der Praxis
zeigt sich, dass Brände von Lithium-Ionen-Batterien schwierig zu löschen sind. Prof.
Dr. Roland Goertz leitet den Lehrstuhl für Chemische Sicherheit und Abwehrenden 
Brandschutz an der Bergischen Universität und beschäftigt sich seit Jahren mit diesem
Phänomen. „Man kann mit Lithiumbatterien gut und sicher umgehen“, sagt der versierte
Wissenschaftler. Durch seine langjährige Erfahrung als Leiter zweier Berufsfeuerwehren
kennt er die unterschiedlichsten Brandgefahren ganz genau, leitet dazu diverse Projekte
an der Hochschule, hält international Vorträge und wird als geschätzter Gutachter
bei aktuellen Brandkatastrophenlagen zu Rate gezogen.

#### **Lithium in primären und sekundären Batterien**

„Das Wort Lithium kommt vom griechischen Lithos und bedeutet: der Stein“, erklärt
Goertz vorweg. „Es ist das drittkleinste Element im Periodensystem und im Universum.
In der Entstehungsgeschichte der Elemente des Universums ist es eines der ältesten
Elemente, die wir haben.“ Da es auch gleichzeitig das leichteste Metall von allen
ist, finden wir es heute in vielen Batterien. Doch das chemische Element kommt sowohl
in primären als auch als sekundären Lithiumbatterien vor, und das ist wichtig zu
wissen, denn die primären Batterien lassen sich nicht wieder aufladen. „Durch die
Anglisierung –im englischen gibt es nur den Begriff ´battery`- sagt man heute in
allen Fällen Batterie, meint aber bei den Lithium-Ionenbatterien die Akkumulatoren.
Die primären Lithiumbatterien sind dann die Metallbatterien. Sie sind nicht wiederaufladbar,
hängen z. B. in Wärmezählern an der ei

Heizung oder an anderen Stellen. Da ist metallisches Lithium drin, dass im Laufe
der Zeit abreagiert und dann die Spannung bereitstellt“, sagt der Fachmann. Anders
verhält es sich bei den wiederaufladbaren sekundären Batterien. „Die wiederaufladbaren
Lithiumionenbatterien enthalten im Grunde gar kein metallisches Lithium. Da schiebt
sich das Lithium beim Auf- und Entladen durch einen Separator immer hin und her 
und bildet an der Anode meist graphitiertes Lithium.“ Den wiederaufladbaren Batterien
gilt daher die hauptsächliche Aufmerksamkeit des Lehrstuhlinhabers, denn im Zuge
der Digitalisierung häufen sich Brandgefahren in diesem Bereich und es gilt, Feuerwehren
und Nutzende mit plausiblen Maßnahmen zur etwaigen Brandbekämpfung vertraut zu machen.

#### **Akkus immer dort aufladen, wo kein brennbares Material liegt**

 Foto: UniService Transfer

#### **Trotz aller Unkenrufe: Wasser ist immer noch das Beste**

Seit 2007 beschäftigt sich Goertz bereits im vorbeugenden Brandschutz bei Brandereignissen
mit Lithiumionenbatterien und sagt: „Man braucht immer Wasser! Diese übergroße Vorsicht,
metallisches Lithium nicht mit Wasser zu behandeln, steckt immer noch in den Köpfen
drin, aber es ist am Ende so, dass bei den wiederaufladbaren Batterien, Wasser das
Beste ist.“ Damit es aber gar nicht erst zu einer Entzündung kommt, kann jede(r)
Nutzer*in wiederaufladbarer Batterien im Regelfall schon vorbeugen. „Lithiumionenbatterien,
oder generell solche Geräte, die aufgeladen werden müssen, sollte man immer nur 
dann aufladen, wenn man wach und aufmerksam ist, möglichst nicht über Nacht“, erklärt
Goertz und betont, dass bei den weltweit Milliarden Auflade- und Entladeprozessen
innerhalb von 24 Stunden, eigentlich wenig passiere. Wichtig sei, erklärt der Chemiker,
es immer dann zu machen, wenn man es im Auge behalten könne und nur dort zu laden,
wo, wenn etwas passieren würde, möglichst wenig Schaden entstehen könne. „Nehmen
wir mal einen Pedelec Akku. Der sollte nicht auf einem Kissen oder anderen isolierenden
Materialien aufgeladen werden, weil bei der Wärmeabgabe immer auch ein Brand entstehen
könnte. Das macht man dann in der Garage oder auf dem Balkon. Und wenn das nicht
geht, irgendwo da, wo kein brennbares Material liegt und vor allem immer dann, wenn
man nicht schläft.“

#### **Auf der Suche nach geeigneten Löschmitteln**

Wasser sei nach wie vor das beste Löschmittel, erklärt Goertz. „Man kann sicher 
dem Wasser noch ein paar Zusätze beifügen, also Tenside, damit es besser eindringen
kann, so dass die Oberflächenspannung reduziert wird. Ich habe auch schon Experimente
gemacht, wo man dem Wasser Calciumsalze zugefügt hat, damit die bei der Batteriezersetzung
freiwerdende Flusssäure besser gebunden wird“, fährt er fort, und auch Schäume würden
eingesetzt, wobei der Einsatz mit oft ökotoxischer Wirkung im Zuge des Umweltschutzes
intensiv diskutiert werde. „Da arbeiten wir auch an einem Forschungsprojekt für 
das Umweltbundesamt, wo es um den Austausch dieser Schäume geht.“

#### **Erste Hilfe in den eigenen vier Wänden: Feuerlöschspraydosen**

„Die Lithiumionenbatterien in den Haushalten sind eine Zündquelle und können Brandursache
sein“, erklärt der Wissenschaftler und empfiehlt generell für das eigene Heim eine
Feuerlöschspraydose. „Der Feuerlöscher ist für Zuhause eigentlich zu groß und dem
einen oder anderen auch zu teuer“, erklärt Goertz. Zudem sei ein Löscher mit einer
regelmäßigen Wartung verbunden. So eine Spraydose könne man drei bis fünf Jahre 
nutzen. Für den Adventskranzbrand reiche sie hervorragend und funktioniere auch 
bei den Lithiumakkus. „So richtig löschen kann man die ja nicht, sondern es geht
immer nur darum, wenn mehrere Zellen in einem Modul verbaut sind und eine Zelle 
geht durch, dass man dann die Verbreitung verhindert oder reduziert und als Erstickungseffekt
nutzt“, erläutert er. „Wenn der komplette Akku wirklich durchgeht, dann verläuft
das so schnell, das kann man gar nicht stoppen, denn da haben wir schnell Temperaturen
von 1000 Grad.“

#### **Feuerwehren sind gut auf Gefahrenlagen vorbereitet**

Roland Goertz ist auch Direktor des Feuerwehrwissenschaftlichen Instituts (FSI) 
an der Bergischen Universität, einem Kompetenzzentrum für die Forschung im Bereich
der naturwissenschaftlichen, technischen und organisatorischen Aspekte der Feuerwehr
sowie der nicht-polizeilichen Gefahrenabwehr. Die Bedarfsplanung bundesdeutscher
Berufsfeuerwehren sei gut und habe sich im Laufe der Jahre positiv entwickelt, sagt
er. „Wir sind ja auch immer wieder bei den Feuerwehren in der wissenschaftlichen
Begleitung ihrer Bedarfsplanung aktiv und haben mit größeren und kleineren Feuerwehren
schon Projekte gemacht, in denen wir mit statistischen Methoden geguckt haben, wie
die Feuerwehren sich aufstellen können, damit sie rechtzeitig in der richtigen Stärke
vor Ort sind.“ In einem zusätzlichen Projekt unter dem Titel ´Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
in der Bedarfsplanung`, finanziert von der Stiftung Zukunft NRW, hat er mit seinem
Team diese statistischen Methoden entwickelt. Bei den Freiwilligen Feuerwehren sei
die Ausgangssituation eine andere, denn die aktiven Feuerwehrleute arbeiten nicht
unbedingt am Wohnort. Da suche man noch nach geeigneten Lösungen um die sogenannte
´Tagesalarmverfügbarkeit` zu optimieren.

#### **Internationale Gutachtertätigkeit im Schadensfall**

Der Brand der Freemantle Highway im Juli vor Ameland, hat die Welt in Alarmbereitschaft
versetzt. Möglicherweise durch eine Lithiumbatterie in einem E-Auto, die sich entzündet
hatte, brannte ein Schiff mit knapp 4000 beladenen PKW. Auch in diesem Bereich gehört
Goertz mittlerweile zu einer internationalen Anlaufstelle, denn er beschäftigt sich
in einem weiteren Forschungsgebiet auch mit Brandursachenermittlung. Die Löscharbeiten
vor Ameland waren schwierig. Zur Brandursachenermittlung wurde der Wuppertaler Sicherheitstechniker
hinzugezogen. „Ich war mittlerweile drei Mal auf diesem großen Car-Carrier-Schiff,
der Freemantle Highway“, erklärt er, kann aber aufgrund der laufenden Ermittlungen
keine weiteren Auskünfte geben. Die generelle Situation eines Brandes auf offener
See sei jedoch immer schwierig, denn die Besatzung eines großen Frachters bestehe
nur aus einer Handvoll Menschen, von denen auch einige eine Feuerwehrausbildung 
zur Brandbekämpfung hätten. „Aber nachts um 00.00 Uhr in der dunklen Nordsee ist
das alles andere als toll. Da ergeben sich viele Fragen, über die ich auch im letzten
Jahr bei einem Vortrag in Chicago gesprochen habe, nämlich, ob man solche Transporte
nicht anders technisch schützen muss.“ Es gehe nicht so sehr um die Abwehr, denn
auf einem Car-Carrier-Schiff habe man überhaupt keinen Platz, die Autos stünden 
da dicht an dicht und es komme keiner mit Ausrüstung zur Brandbekämpfung durch. „
Auch bei einem Containerschiff, wenn da unten in einer Ladeluke einer der Container
anfängt zu brennen, kommt man nicht ran. Es stellt sich also eher die Frage, ob 
die installierte Löschanlagentechnik auch richtig funktioniert und Einfluss auf 
das Brandgeschehen habe?“

#### **Gefahrenabwehrmanagement bei Unfällen mit Elektrofahrzeugen**

Goertz ist ein Befürworter einheitlicher, bundesweiter Vorgehensmaßnahmen im Brandfall
und hat bereits mit einer Arbeitsgruppe, unter Federführung der Berliner Feuerwehr,
die für alle 16 Bundesländer eine Art einheitliches Vorgehen bei Unfällen mit Elektrofahrzeugen
vorschlägt, einem Workshop in Wuppertal durchgeführt. Den Unterschied beim Vorgehen
im Brandfalle eines Normal-PKW-Unfalls im Vergleich zu einem E-Auto-Unfall erklärt
Goertz folgendermaßen: „Sie kommen auf die Autobahn, es ist jemand im Auto eingeklemmt
und liegt schwer verletzt in seinem PKW. Sie versuchen dann, die Person da herauszukriegen.
In der Vergangenheit schaute man dann, ob Kraftstoff ausläuft und ob eine Explosionsgefahr
besteht. Jetzt ist es so, wenn das Elektroauto noch nichts macht, dann ist es zwar
erst einmal ruhig und friedlich, aber durch den mechanischen Stoß auf die Batterie
ist die Batterie möglicherweise in einem kritischen Zustand und kann jeden Augenblick
ins Thermische übergehen. Dann ist die Frage, wie kann man jetzt den Menschen retten,
obwohl jeden Augenblick aus der Batterie schlagartig in großen Mengen giftige und
brennbare Gase austreten können?“ Zur Menschenrettung aus Elektrofahrzeugen hat 
Goertz auch schon für den ADAC ein Forschungsprojekt durchgeführt. Er diskutiert
immer wieder mit den Feuerwehren und spielt Szenerien durch, um zu plausiblen Maßnahmen
zu gelangen.

#### Tablet im Auflademodus

 Foto: UniService Transfer

#### **Akkus gehören nicht in die normale Mülltonne**

Die Entsorgung all dieser Akku-Geräte stellt ein weiteres Sicherheitsrisiko dar,
denn die Teile gehören nicht in die Mülltonne. „Die müssen natürlich in die entsprechenden
Sammelbehälter“, sagt Goertz. „Wir beschäftigen uns im Forschungsprojekt SUVEREN2USE
mit der gesamten Wertschöpfungskette der Lithiumionenakkus, also von der Herstellung
über die Verwendung, Lagerung bis zur Entsorgung und auch bis zum Schadensfall.“
Ebenso breit ist die Liste der Kooperationspartner, die u.a. aus Entsorgerbetrieben
und Löschanlagenherstellern bestehen. Und auch mit einer Weiterverwendung nicht 
mehr funktionstüchtiger E-Autobatterien beschäftigt sich sein Team. „Wir haben mit
der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) ein Projekt zum Thema ´Weiterverwendung
von Lithiumionenbatterien` gemacht. Wenn die in Elektrofahrzeugen weniger als 80%
der Kapazität leisten, sind sie für Fahrzeuge eigentlich nicht mehr gut nutzbar,
können aber in einem stationären Betrieb noch gut eingesetzt werden.“

Vor allem bei der falschen Entsorgung von Lithiumbatterien kommt es immer wieder
zu Brandfällen. „Ich mache ja auch Brandursachenermittlung und hatte schon Fälle
in solchen Abfallsortieranlagen. Das sind die sogenannten Fehlwürfe, also, wenn 
Menschen leider dummerweise irgendwelche Lithiumbatterien, Geräte mit Batterien 
oder diese „nervigen“ Glückwunschkarten, die beim Öffnen eine Melodie erklingen 
lassen, in die normale Mülltonne entsorgen. Dann ist da eine Batterie, die in den
Abfallsortieranlagen geschreddert wird und zu brennen anfängt. Diese Fehlwürfe sind
ein sehr großes Problem.“ Daher seine Bitte an alle Nutzer*innen: „Batterien sollte
man immer in den Geschäften, die Sammelboxen haben, abgeben. Das ist der normale
und sichere Weg, der auch in der Regel gut funktioniert.“

Uwe Blass

Prof. Dr. Roland Goertz leitet seit 2012 den Lehrstuhl für Chemische Sicherheit 
und Abwehrenden Brandschutz in der Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik
der Bergischen Universität.

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