Li-Ionen-Akkus: Batteriegas, Explosion und Stichflammen

Das Wichtigste in Kürze

Ein Li-Ionen-Akku, der raucht oder dampft, ohne zu brennen, ist wie eine undichte Gasflasche mit brennbarem Gas. In geschlossenen Räumen kann das Gas explodieren.
Das Batteriegas besteht zu einem großen Teil aus Wasserstoff (laut Leitfaden 30 bis 50 %). Brennt der Akku mit offener Flamme, verbrennt das Gas laufend und die Explosionsgefahr sinkt. Im Freien mischt es sich meist so stark mit Luft, dass es nicht explodiert.
Geschlossene Räume wie explosionsgefährdet behandeln: Gefahrenbereich absperren, Raumgröße gegen Akkugröße abwägen, nicht vor Fenstern, Türen und leichten Wänden aufhalten, die bei einer Explosion nachgeben.
Stichflammen können jederzeit aus Öffnungen schießen. Nie dort stehen, wo man nicht ausweichen kann, und ein Strahlrohr zum Kühlen bereithalten.
Atemschutz immer. Wie dicht der Rauch ist, sagt nichts über die Gefahr, auch unsichtbare Brandgase enthalten Schadstoffe.

Stand: Leitfaden der schwedischen Behörde MSB (2024), über den Feuerwehrverband CTIF veröffentlicht. Die Erfahrung mit Akkubränden wächst noch, die Empfehlungen können sich ändern.
Brennbares Batteriegas: bis zu 30 bis 50 % Wasserstoff, dazu unter anderem Methan, Kohlenmonoxid und andere Kohlenwasserstoffe
Selbsterhitzung: bei manchen Zellarten schon ab etwa 70 bis 100 °C
Entgasen (Venting): bei etwa 80 bis 150 °C, eine eingebaute Druckentlastung
Energie im Akku: die chemische Energie ist etwa fünfmal so hoch wie der elektrische Inhalt
Ladezustand: je höher, desto heftiger die Reaktion
Rauch eines entgasenden Akkus: meist hell, weiß bis hellgrau

Was im Akku passiert

Wird ein Akku durch Hitze, Beschädigung, Überladung, Tiefentladung oder Kurzschluss zu heiß, erzeugt eine Zelle mehr Wärme, als sie abgeben kann (thermisches Durchgehen, englisch Thermal Runaway). Der Elektrolyt zerfällt in brennbare Gase, bei hohen Temperaturen kann aus dem Kathodenmaterial auch Sauerstoff frei werden und die Verbrennung verstärken. Das Durchgehen kann von Zelle zu Zelle weiterlaufen.

Vor dem eigentlichen Durchgehen entgast ein Akku, dabei treten kleine Mengen Rauch oder unsichtbare Gase aus. Wird die Zelle in dieser frühen Phase wieder unter die kritische Temperatur gekühlt, lässt sich der Vorgang bremsen. Ein Akku, der hohe Hitze abbekommen hat, gilt immer als später zündfähig und kann noch Spannung haben.

Warum Batteriegas explodieren kann

Die Gase sind leicht entzündlich, Wasserstoff hat einen weiten Zündbereich und braucht sehr wenig Zündenergie. Eine Explosion droht vor allem, wenn das Durchgehen ohne Flamme abläuft und sich das Gas in einem Raum sammelt: Bauteile, Möbel und Menschen werden durch den Druck weggeschleudert, Fensterscheiben, Türen und leichte Wände geben als Erstes nach, dazu kommen Verbrennungen.

Raucht der Akku in einem Raum, ist die Gefahr hoch, dass sich ein zündfähiges Gemisch bildet. Der Rauch ist oft heller als normaler Brandrauch.
Brennt der Akku offen, ist das ein Vorteil: Das Gas verbrennt laufend und sammelt sich kaum.
Im Freien vermischt sich der Rauch mit der Umgebungsluft. Das Schlimmste ist dann, dass er sich entzündet und zu einem brennenden Durchgehen wird.
Giftigkeit: Nach dem neueren Stand ist der Rauch aus Akkubränden ähnlich giftig wie anderer Brandrauch. Kohlenmonoxid entsteht schon vor dem sichtbaren Brand. Pressluftatmer und Atemschutzüberwachung schützen ausreichend. Körperschutz und Einsatzstellenhygiene richten sich weiter nach den Vorgaben deines Trägers (siehe Seiten Fahrzeuge mit alternativen Antrieben und Einsatzstellenhygiene).

Maßnahmen bei Explosionsgefahr

Geschlossene Räume behandeln, als könnten sie explodieren. Bereiche absperren, die niemand betreten soll.
Raum und Akku vergleichen: Je größer die Batterie und je kleiner der Raum, desto größer die Gefahr. Die Gefahr der Brandausbreitung wird gegen die Explosionsgefahr abgewogen.
Nachgebende Bauteile finden (Fenster, Türen, leichte Wände) und nicht in ihrer Nähe aufhalten.
Lüften mit Bedacht: Frischluft verdünnt das Gas, das Gemisch kann dabei aber den zündfähigen Bereich durchlaufen und sich entzünden, vor allem wenn eine Zündquelle da ist, etwa Zellen kurz vor dem Durchgehen. Ein gut belüfteter Raum bleibt belüftet.
Türen schließen hilft sonst gegen Brandausbreitung. Bei einem rauchenden Akku kann es die Gasansammlung erhöhen, das wird im Einzelfall abgewogen.
In kleinen Räumen (zum Beispiel Speicherschränken) könnten feiner Wassernebel, Kohlendioxid oder Stickstoff das Gemisch schwerer entzündbar machen. Ob und wie gut das wirkt, ist noch nicht gesichert.

Stichflammen

Brennbares Gas kann als Stichflamme austreten: durch vorgesehene Öffnungen (Zellen und Module haben Druckentlastungen, zylindrische Zellen oft eine Berstscheibe) oder durch Löcher, die der Brand selbst brennt. Die Flammentemperatur kann Metallgehäuse durchbrennen, Lichtbögen können ebenfalls Löcher erzeugen.

Nie dorthin stellen, wo man nicht ausweichen kann. Wer am nächsten steht, muss sofort zurück können.
Ein Strahlrohr ist bereit, um die Einsatzkraft und die Flamme zu kühlen.
Wo schon eine Stichflamme austrat, kommt wahrscheinlich wieder eine. Neue Öffnungen können sich aber jederzeit bilden.

Kleine, tragbare Akkus (E-Bike, Werkzeug, Handy)

Akkus in Handys, Werkzeug, Spielzeug, E-Scootern und E-Bikes sind oft einfacher gebaut und werden hart und nachlässig behandelt. Beim Einsatz:

Strom trennen. Wird das Gerät geladen, den Ladevorgang beenden und die Stromquelle trennen. Geht das nicht, gilt der Akku als unter Spannung.
Atemschutz tragen, auch wenn kein Rauch sichtbar ist.
Nach draußen bringen, wenn möglich. Ist unklar, ob der Akku ausgebrannt ist, durch die nächste Öffnung hinaustragen statt durch das Gebäude.
Mit Wasser kühlen. Kleine Akkus brennen meist schnell aus. Ein Wasserbad kann das Feuer stoppen.
Viel Rauch in einem geschlossenen Raum, auch ohne Flammen, kann eine Explosionsgefahr bedeuten. Entscheidend ist, wie groß der Raum im Verhältnis zum Akku ist.

Stationäre Speicher (Heimspeicher und große Anlagen)

Batteriespeicher stehen in Wohnhäusern, Betrieben, Schulen und Ladestationen, meist gekoppelt an Photovoltaik, mit wenigen bis mehreren hundert kWh. Viele Zellen sitzen auf kleinem Raum. Von außen sieht man nicht, wie sie innen gebaut sind. Die Erfahrung ist noch gering: Bis einschließlich 2022 gab es weltweit weniger als 100 Brände in großen Speichern, mehr als die Hälfte bei der Inbetriebnahme oder im ersten Betriebsjahr.

Unter Spannung betrachten. Bei Speichern in Gebäuden kann eine Verbindung zwischen den freischwebenden Batterien und dem geerdeten Haus- oder Stromnetz bestehen. Zuerst wie ein geerdetes System behandeln und Schutzabstand halten.
Notaus nutzen, sonst möglichst viel vom Stromsystem abschalten, es sei denn, ein Einsatzplan sagt etwas anderes.
Betreiber einbinden. Er hat wichtige Informationen und kann oft Live-Daten aus dem Batteriemanagementsystem liefern. Vorhandene Löschanlagen wenn möglich in Absprache mit dem Betreiber aktivieren, einige Anlagen lassen sich über eine Trockenleitung mit Wasser speisen.
Explosionen sind bei Speicherbränden vorgekommen: Schwere Metallteile aus Stahlcontainern wurden weggeschleudert, Türen, Fenster und Wände herausgedrückt. Ist eine sichere Annäherung nicht möglich, begrenzt man defensiv die Ausbreitung und lässt den Speicher ausbrennen.
Notruf und Anfahrt: Der Anrufer weiß oft nicht, dass ein Speicher brennt. Helle graue oder weiße Rauchfarbe deutet auf Akkus hin. In mehreren Fällen hat sich der Rauch entzündet, während der Anrufer noch in der Leitung war. Eine Explosion gehört zum Szenario der Anfahrt.
Gebäude: Stichflammen und Hitze am Akku können Bauteile lokal stärker schädigen als ein normales Feuer und Brandabschnitte durchbrechen. Die Tragfähigkeit von Wänden und Trägern kann leiden.

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