Andreas Demmig
Der Zufall wollte es, dass ich gerade zum Zeitpunkt des veröffentlichten Beitrags über Brände von E-Autos (gemeint sind E-Autos mit Akkumulator) eine Verbesserung der Handhabung an einem Haushaltsgerät mit Li-Ionen Akku bastelte.
https://eike-klima-energie.eu/2021/09/03/brandkatastrophen-bei-e-fahrzeugen-nur-eine-frage-der-zeit/
Li-Ion Zellen sind sehr leistungsstark, aber auch empfindlicher gegen zu viel Ladestrom, wie es in einer Reihenschaltung unweigerlich passiert.
Blei- oder auch Nickel-Cadmium Zellen können / werden ohne größere Probleme in Reihe geschaltet, um auf höhere Spannungen zu kommen. Ist eine Zelle gealtert (der Innenwiderstand nimmt zu) wird diese Zelle zwar heißer als die anderen, es kommt jedoch nicht zu gefährlichen Zuständen (da muss einer schon sehr unachtsam sein und viel Power trotzdem reindrücken).
Soweit ich es schon gesehen habe, sind entweder eine oder zwei Li-Ion Zellen in ein Handy eingebaut. Die Mittelanzapfung ist für die im Handy eingebaute Überwachung. Einer Freundin von uns, ist der Akku beim Laden im Handy so heiß geworden, des der Schreibtisch auf dem es lag, zu kokeln anfing. Vor wenigen Jahren gab es bei den Fluggesellschaften Verbote, ein bestimmtes Handy zu nutzen.
Bei dem von mir o.g. Geräte Akku fällt beim Öffnen des Gehäuses fällt sofort die „flächendeckende“ Elektronik oberhalb der Zellen auf.
Demmig Li-Ion-Akku (Griff drangebaut)
Demmig Li-Ion Akku für ein Haushaltsgerät
Das bedeutet zweierlei: Zum einen sind die Elektronikplatinen so preiswert geworden, dass sich eine Verwendung im großen Maßstab lohnt.
Zum anderen, es sind nun viel mehr Bauelemente die korrekt funktionieren müsse – erstaunlich, dass insgesamt doch so wenig passiert. Was lehrt einen das wieder? – Kein Vorteil ohne Nachteil.
Bei der Recherche im Web findet man:
So explodieren Lithium-Ionen-Akkus
Die Physik, bzw. die Chemie ist auch bei Lithium-Ionen-Akkus nicht anders als bei anderen wieder aufladbaren Akkus. Beim Ladevorgang wandern positiv geladene Lithium-Ionen durch einen Elektrolyten hindurch von der positiven Elektrode zur negativen, während der Ladestrom die Elektronen über den äußeren Stromkreis liefert. Nur das bei den anderen, schon länger bekannten Technologien andere Material – Paarungen genommen werden.
Wird so ein Lithium-Ionen-Akku zu heiß, löst das im Inneren des Akkus eine thermische Reaktion aus, die sich weiter hochschaukelt, dass kann bis zu 1.000 Grad C erreichen. Der Akku bläht sich auf und fängt an zu brennen. Das dauert nur Minuten.
Experten raten bei Bränden von Lithium-Ionen-Batterien, nur mit Wasser zu löschen und nicht mit ABC-Feuerlöscher, Kohlendioxid-Löschern oder Metallbrandlöschern.
https://www.scinexx.de/news/technik/so-explodieren-lithium-ionen-akkus/
Lithium-Ionen-Akkumulator
Eine Li-Ionen-Zelle liefert eine Nennspannung von 3,7 Volt. Die Energiedichte ist mit ca. 100 Wh/kg etwas geringer als die von Alkali-Mangan-Batterien, aber deutlich größer als die konventioneller Akkus. Die Lebensdauer erhöht sich, wenn man minimal nur auf 3,5 V entlädt. Allerdings reduziert sich die genutzte Energiedichte auf ca. 60–70 Wh/kg. Heutige Li-Ionen Akkus für Kraftfahrzeuge erreichen schon eine Energiedichte von über 120 Wh/kg.
Die Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus verringert sich selbst ohne Benutzung mit der Zeit, hauptsächlich durch parasitäre Reaktion des Lithiums mit den Elektrolyten. Die Zersetzungsgeschwindigkeit steigt mit der Zellspannung (bei Vollladung!) und der Temperatur (bei Schnellladung). Eine Tiefentladung unterhalb 2,4 V schädigt den Akku dauerhaft. Zur Lagerung werden 15 °C und ein Ladestand von 60 % empfohlen, ein Kompromiss zwischen beschleunigter Alterung und Selbstentladung. Ein Akku sollte etwa alle sechs Monate auf 40 bis 60 % nachgeladen werden. Zurzeit gilt die Faustregel, dass ein Li-Ionen-Akku nach ca. drei Jahren mehr als 50 % seiner Kapazität eingebüßt hat. Generell sollten diese Akkus möglichst nicht unter 40 % Testkapazität entladen werden, da es bei „tiefen Zyklen“ zu größeren Kapazitätsverlusten aufgrund irreversibler Reaktionen in den Elektroden kommen kann.
Kälte erhöht den Innenwiderstand (von allen Akkutypen), damit sinkt die nutzbare Kapazität. Herkömmliche Li-Ionen-Akkus dürfen nur mit spezieller Elektronik geladen werden. Bei einer Tiefentladung oder Überladung schaltet im günstigsten Fall eine interne Sicherung den Akku, meist nur temporär, ab.
Lithium ist ein hochreaktives Metall. Auch wenn es wie bei Lithiumbatterien als Li-Verbindung vorliegt, sind die Komponenten eines Li-Ionen-Akkus leicht brennbar. Ich erinnere mich, wie sehr wir Studenten beeindruckt waren, als der Herr Professor ein Stückchen Lithium mit einem Wassertropfen zum brennen brachte.
https://www.chemie.de/lexikon/Lithium-Ionen-Akkumulator.html
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1. Laden Sie den neuen Akku auf 100% auf
2. Benutzen Sie Ihr Gerät bis der Akku leer ist & aus geht
3. Wiederholen Sie die Schritte 1 und 2 ca. 3 bis 4 mal.
Ist das Empfehlung zur Tiefentladung und kann das gefährlich werden? Machen sich Händler damit strafbar? Ist das eine Methode, um langgealterte Akkus aufzuwecken oder ist das normal so?
Li-Akkus laden…
Die Dinger sind wirklich nicht ohne, wie nicht nur hier aus Kommentaren hervorgeht.
Wir benutzen bei uns im Haushalt nur ganz wenige Geräte mit jeweils einer Zelle 18650.
Abgesehen von mechanischer Gewaltanwendung dürften die meisten Brände beim Laden entstehen.
Billigen asiatischen Ladegeräten traue ich nicht, ich habe mir selbst eins gebaut, bin vom Fach.
Einen kompletten Schaltplan, obwohl recht simpel, werde ich hier nicht veröffentlichen.
Für die Elektrotechniker, man sorgt für Ladestrom- und Spannungsbegrenzung, Ladung U-I.
Dafür gibt es analoge Regler, z.B. der altbekannte L200C ist ein Kandidat mit U und I einstellbar.
Gute Erfahrungen habe ich gemacht mit > 5 h I-Begrenzung und dann Spannungsbegrenzung.
Ist es nicht eilig, lasse ich die Akkuzelle üblicherweise 24 Stunden am Lader.
Man nehme sich das Datenblatt des Akkus und schaue, welche Spannung für 90 % Ladung angegeben ist.
Diese Spannung sollte man sicherheitshalber nicht überschreiten, es sind auch mehr Zyklen möglich.
Die Feuerwehr setzt schmokelnde E-Autos unter Wasser und in Wassercontainer. Da die Akkus sonst zu heiß werden und anfangen zu brennen. Akkus ab 100 Wh gelten als Gefahrengut und werden nur gesondert transportiert und in Flugzeugen nicht mitgenommen. Gestern kam die Nachricht am Rhein bei Köln haben die Jugendlichen ca. 300 E-Roller in den letzten Jahren versenkt. Die werden jetzt vom Rheingrund geborgen und entsorgt. Da Sondermüll. Jetzt haben die Rolleraufsteller die Anweisung erhalten die Roller nicht mehr am Rhein abzustellen!
Tesla hat die Daten zu Fahrzeugbränden in seinen Autos auf seiner Website hochgeladen.
Laut dem Autobauer gab es im Zeitraum von 2012 bis 2020 in den USA durchschnittlich einen Fahrzeugbrand pro 205 Millionen gefahrene Meilen, umgerechnet gibt es also durchschnittlich einen Brand pro 329,9 Millionen gefahrene Kilometer.
Laut der nationalen Brandschutzvereinigung der USA (National Fire Protection Association, NFPA) gab es 2018 einen Fahrzeugbrand pro 17,8 Millionen gefahrener Meilen (28,6 Millionen km). Somit kommen Fahrzeugbrände bei Verbrenner-Fahrzeugen mehr als zehnmal häufiger vor als bei Elektroautos.
Beide Werte beinhalten auch „Fälle von Fahrzeugbränden, die durch Gebäudebrände, Brandstiftung und andere Dinge, die nichts mit dem Fahrzeug zu tun haben, verursacht wurden“.
Fahrzeugbrände, die auch tatsächlich vom Fahrzeug selber ausgehen, sind also in beiden Fällen noch seltener.
Danke, hilfreich, den Dingern entkommt man ja nicht mehr.
„Zurzeit gilt die Faustregel, dass ein Li-Ionen-Akku nach ca. drei Jahren mehr als 50 % seiner Kapazität eingebüßt hat.“ Nicht gerade eine ermutigende Aussage. Bei Heimwerkergeräten bis zum Akku-Rasenmäher, Laubbläser etc. scheint dies gefühlsmäßig etwas besser auszusehen. Auch vermute ich, dass E-Biker und E-Mobilisten dies positiver sehen. Sonst wäre die Investition in ein E-Mobil, trotz Mega-Kaufprämie, auch unter wirtschaftlichen Aspekten mehr als fragwürdig…
Nun ja, bei mir in der Firma haben wir villeicht so an die 100 Notebooks samt einigen Dutzend I-Phones……. und pro Jahr sicher 5-10 durchgebrannte Batterien.
Das zeigt sich frühzeitig an durch eine Art aufquellen und aufbauchen, dort wo die Batterie ist.
Die I-Phones arbeiten noch lange nachdem sich die Batterie aufbauchte….(((-:
Das Gerät ist dann 5 mm bis 1 cm dicker.
Gebrannt haben schon einige…… ich / wir werfen sie dann meist in einen leeren Entsorgungskontainer……. der steht in einer rumdum betonierten Einzelgarage, dort könnten sie dann einfach ausbrennen. Nur eben, wenn da schon was richig brennt, aus dem Fenster werfen, denn das gibt immens viel Rauch. Alles riecht danach und den Geruch bringt man kaum noch raus.
Das sowas so häufig passiert, wusste ich bis anhin auch nicht. Aber es passiert offenbar umso häufiger als die Batterien immer dünner werden.
Da brennende Lithium Akkus von Bewässerung kaum zu beeindrucken sind ist es am besten, diese in einen Kübel mit Wasser zu werfen so dass sie ganz untergetaucht sind. Dort können sie dann relativ gefahrlos ihre Energie in Form von Wärme ins Wasser entlassen und spritzen ihre Funken und Inhalt nicht in der Gegend herum.
Quelle: Eigene Erfahrung aus Experimenten.
Bitte hier nur unter vollem Klarnamen posten, siehe Regeln.
Hallo Herr Demmig,
ein heikles Thema, neben battery drain, phantom drain, vampire drain, Entladung zum Stützen des Standby:
https://accundu.de/brandgefaehrlich-akkus-wiederbeleben
https://www.dieversicherer.de/versicherer/haus—garten/news/akkubraende-51648
Mit freundlichen Grüßen
Danke für Ihren Hinweis, den hoffentlich viele lesen.
Es gibt Ladegeräte die (versuchen) Bleiakkus wieder zu beleben. Auch dass kann ins Auge gehen, nur mit den Li-Ion Akkus ist das kein Spaß mehr.
Akkus können grundsätzlich nicht wieder belebt werden! Habe das selbst mit Bleiakkus aus meinem Autos versucht – reine Stromverschwendung. Der Effekt ist allenfalls sehr kurzfristig und nach einiger Zeit ist das Dilemma wieder da.
Da könnte man auch versuchen, eine Mumie mittels Herzschrittmacher wieder zu beleben.
„Akkus können grundsätzlich nicht wieder belebt werden“
Nicht ganz korrekt. Stirbt ein Bleiakku an Altersschwäche (zu viel aktives Material hat sich aus den Platten gelöst), trifft das zu. Wurde ein Akku tiefentladen, so dass sich kristallines Bleisulfat gebildet hat, kann dieses mittels Impulsladung aufgebrochen werden. Kostet etwas Kapazität, aber meistens sind die Akkus noch brauchbar.
Herr Rohde, kurzfristig mag die Impulsladung funktionieren, aber der Akku ist geschädigt und taugt nur noch für unwichtige Backup Systeme. Recyceln und einen neuen Akku kaufen ist auch hier besser.