Brandgefahren durch alte Lithiumbatterien und ausgediente Elektrogeräte mit Lithium-Ionen-Akkus

Hochenergiebatterien: Lithiumbatterien und Lithium-Ionen-Akkus

Batterien und insbesondere Lithiumbatterien und Akkus sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Überall, wo „mobile“ Energie benötigt wird, werden sie eingesetzt. Während vor einigen Jahren meist nicht aufladbare (Primär-)Batterien in einer eher überschaubaren Anzahl von Produkten eingesetzt wurden (z. B. Walkman, Taschenlampen, Spielzeug, Wecker), werden heutzutage verstärkt wiederaufladbare (Sekundär-)Batterien, also Akkus, in sehr vielen Produkten eingesetzt. Dazu gehören z. B. Drohnen, E-Bikes, E-Scooter, E-Zigaretten, Notebooks, medizinische Geräte, Rasenmäher, Salz- und Pfeffermühlen, schnurlose Werkzeuge, Smartphones, Staubsauger, Tablets sowie natürlich E-Autos).

Bei batteriebetriebenen Geräten handelt es sich fast immer um Elektro- und Elektronikgeräte. Dazu gehören dann auch z. B. beheizbare Bekleidung und blinkende Turnschuhe, Batteriebetriebene Elektro- und Elektronikgeräte sind somit allgegenwärtig. Die Werbeprospekte großer Lebensmittelgeschäfte enthalten teilweise Produkte, bei denen man u. U. auf den ersten Blick gar nicht wahrnimmt, dass elektrische Funktionen enthalten sind. In diesen Fällen ist dann Batterien verbaut.

Lithiumbatterien und insbesondere Akkus sind stark auf dem Vormarsch. Man erkennt sie häufig an einer freiwillig aufgebrachten Kennzeichnung „Li“, oder „Li-Ion“. Sie verfügen über hohe Energiedichten, keinen Memory-Effekt und nahezu keine Selbstentladung. Sind Akkus in ein Elektrogerät integriert, handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um einen Li-Ionen-Akku.

Bestimmungsgemäße Verwendung

Bei richtiger Verwendung, z. B.

Aufladen nur mit vorgesehenen Ladegeräten- und Ladekabeln und möglichst nicht „unbeaufsichtigt“,
Akkus nicht unnötig überladen und nicht über Nacht am Netz lassen ,
vor mechanischen Beschädigungen schützen,
keine Weiternutzung beschädigter Batterien und Akkumulatoren,
keine Tiefentladung zulassen,
„Überwinterung“ der Akkus bei einem Ladezustand von ca. 40 – 50 %,
Lagerung in geeigneten Temperaturbereichen von ca. 10 – 25 °C,
keine Reparaturen z. B. der Akkupacks durchführen,
zeitnahe Entsorgung alter Batterien,

sind Lithiumbatterien und Akkus sicher.

Dazu verfügen viele Lithiumbatterien und Akkus über ein Batteriemanagementsystem (BMS), welches als Sicherheitseinrichtung die Leistungsfähigkeit des Akkus schützt sowie Überladungen, Tiefentladungen und das Auftreten von Defekten verhindern soll.

Achtung Brandgefahr

Von Lithiumbatterien kann allerdings eine hohe Brandgefahr ausgehen. Die Brandgefahr betrifft jeden Nutzer unmittelbar. Es handelt sich um ein neues Alltagsrisiko. Immer häufiger bekommen derartige Brände eine mediale Aufmerksamkeit (Wohnungsbrände, Smartphone explodiert in der Hosentasche, Brände beim Transport von Abfällen, Brände bei der Behandlung in Recyclinganlagen, Sicherheitsvorschriften zur Akku-Mitnahme in Flugzeugen, …). Lithiumbatterien gelten seit einigen Jahren als Hauptursache für Brände im Restmüll. Fast jede Woche verursacht eine nicht ordnungsgemäße entsorgte Batterie Kurzschlüsse und Feuer in Entsorgungsfahrzeugen, Mülltonnen oder Sortieranlagen.
Eine Brandgefahr besteht z. B. immer dann, wenn die Batterie stärker beschädigt, deformiert, aufgebläht, stark erhitzt oder kurzgeschlossen wird. Mechanische Beschädigungen können z. B. durch Sturz oder Aufprall anderer schwerer oder kantiger Gegenstände auf den Akku verursacht werden, beispielsweise wenn die Batterien nicht separat gesammelt werden oder im Restmüll landen. Externe Kurzschlüsse können auftreten, wenn die Pole einer Batterie mit anderen Metallteilen verbunden/überbrückt werden, z.B. bei falscher Entsorgung oder wenn Batterien einzeln mit anderen Materialien aufbewahrt werden (wichtig: Pole abkleben oder in Plastiktüte verstauen).

Kritisch wird es immer dann, wenn einzelne Zellen oder Membrane innerhalb der Batterie beschädigt werden. Lithium ist ein sehr reaktionsfreudiges und leicht brennbares Metall. Es kommt zu einem unkontrollierten Stromfluss (interner Kurzschluss) und der Akku wird so heiß, dass der enthaltene organische Elektrolyt zu brennbaren Gasen verdampft und die Gase sich entzünden. Dabei wird der in der Kathode von lithiumhaltigen Batterien enthaltende Sauerstoff freigesetzt und verstärkt die Erhitzung bis zum Brand oder Explosion. Das sich selbst verstärkende explosionsartige Abbrennen des Akkus bezeichnet man als thermischen Durchbruch („thermal runaway“). Ein Akkubrand kann insbesondere auch dazu führen, dass in der Nähe liegendes Material ebenfalls anfängt zu brennen.

Ein solcher Brand ist nur schwer zu löschen. Die Brandgefahr hält an, bis der enthaltene Sauerstoff „verbraucht“ ist. Man muss daher mit einem erneuten Aufflammen des Feuers rechnen. Wasser ist zunächst das Löschmittel der Wahl, um die Brandstelle zu kühlen und einen größeren Ausbreitungsbrand zu verhindern. Bei (größeren) Bränden sollte man immer die Feuerwehr rufen und sich in Sicherheit bringen. Es gibt spezielle Löschmittel und Löschanlagen für verschiedene Anwendungsfälle (z. B. Transport, Lagerräume, Produktionsanlagen).

Eine besondere Herausforderung bei einem Brand von lithiumhaltigen Batterien sind die Brandgase. Insbesondere durch Flusssäure besteht bei Hautkontakt oder beim Einatmen Lebensgefahr oder es können schwere Verätzungen verursacht werden. Dies stellt auch die Feuerwehren vor erhebliche Herausforderungen.

Auch Lithiumbatterien, die länger in Schubladen oder der Garage gelagert wurden, können noch eine hohe „Rest“-Ladung und damit eine relevante Brandgefahr insbesondere bei Beschädigungen aufweisen. Nicht umsonst sind Li-Batterien als Gefahrgut (Klasse 9) eingestuft und dürfen nur unter Einhaltung spezieller Transportvorgaben (ADR) auf Straßen und Schiene befördert werden.

Entsorgung

Nach der Nutzungsphase ist es sehr wichtig, dass die Batterien und Akkus richtig entsorgt werden. Die Verantwortung beginnt zunächst beim Verbraucher. Überall dort, wo man Batterien und Akkumulatoren kaufen kann, kann man sie auch kostenlos zurückgeben. Alte Gerätebatterien und Akkus können auch an vielen kommunalen Wertstoffhöfen kostenlos abgegeben werden.

Entscheidend ist, dass sie nicht in den Restabfall oder sonstige Abfallströme gelangen!
Bei der Abgabe von alten Elektro- und Elektronik-Altgeräten am Wertstoffhof oder im Handel müssen Batterien/Akkus aus dem Gerät entnommen werden, wenn dies einfach und zerstörungsfrei möglich ist. Dafür muss bzw. darf kein Werkzeug nötig sein. Idealerweise sollten die Batterie-Pole abgeklebt werden, insbesondere bei größeren lithiumhaltigen Batterien. Wenn die Batterien und Akkumulatoren nicht entnommen werden können, müssen die batteriehaltigen Altgeräte getrennt von batteriefreien Altgeräten gesammelt und anschließend getrennt transportiert werden.

Akkus aus E-Bikes oder E-Scootern müssen vom anbietenden Fahrradhandel zurückgenommen werden, wenn der Handel vergleichbare Akkus anbietet. Gleiches gilt auch z. B. für Akkus aus Heimspeichern von PV-Anlagen. Dabei ist es jeweils unerheblich, ob der Händler den jeweiligen Batterie-Hersteller in seinem Sortiment führt oder nicht. Entscheidend nach Batteriegesetz ist, dass er die jeweilige Batterieart (Gerätebatterie, Industriebatterie oder Fahrzeugbatterie) führt oder geführt hat.

Während der anschließenden Entsorgung sind dann alle weiteren beteiligten Akteure (z. B. Vertreiber als Verpacker, Logistiker als Verlader und Beförderer, Behandlungsanlagen, sowie ggf. Hersteller und Vertreiber als Absender) ebenso in der Pflicht. Insbesondere dürfen Batterien und Akkumulatoren nicht verdichtet oder als lose Schüttung transportiert werden. Es besehen Kennzeichnungspflichten beim Transport und insbesondere bei größeren defekten Batterien und Akkumulatoren strenge Vorgaben an die sachgemäße Verpackung, an die zulässigen Transportbehälter und die Verwendung eines nicht brennbaren und nicht elektrisch leitfähigen Polstermaterials. Bei größeren, beschädigten Lithiumbatterien und Akkumulatoren muss im Einzelfall geklärt werden, ob sie „transportsicher“ sind.

Existenzbedrohend wird die Brandgefahr u. a. für Recyclinganlagen durch entsprechende hohe Auflagen von Versicherungen. Dabei betrifft die Brandgefahr nicht nur Recyclinganlagen für Batterien und Akkumulatoren oder Elektro- und Elektronik-Altgeräte, sondern auch z. B. Sortieranlagen für den gelben Sack, wenn Lithiumbatterien und Akkumulatoren fälschlicherweise dort hineingegeben wurden.

Übrigens

Bisher wurden in den Recyclinganlagen je nach Batterieart hauptsächlich Stahl, Eisen, Kupfer, Aluminium und Nickel zurückgewonnen. Anfang 2023 soll in Deutschland die europaweit erste Recyclinganlage im industriellen Maßstab für die Rückgewinnung von Lithium in Betrieb gehen. Nach Betreiberangaben kann das ressourcenkritische Lithium durch ein eigens entwickeltes Verfahren mit etwa 99% Reinheit als Karbonat aus den Li-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen, elektronischen Geräten, E-Scootern und E-Bikes zurückgewonnen werden.

Bitte tragen Sie dazu bei, die Brandgefahr von der Sammlung bis zur Recyclinganlage zu minimieren. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an die Abfallberatung in Ihrem Landkreis oder Stadt.