Feuerfeste Schränke als Bestandteil von Brandschutzkonzepten
In zahlreichen Geräten und Werkzeugen bieten Lithium-Ionen-Batterien eine beeindruckende Energiedichte, hohe Zellspannungen und Kapazitäten, die mit einer langen Lebensdauer einhergehen. Im Normalbetrieb gelten Lithium-Akkus als sicher, bei technischen Defekten, Beschädigungen oder unsachgemäßem Umgang lauern jedoch erhebliche Gefahren. Ein kleiner Schaden genügt, und das Risiko für einen Brand steigt rapide an. Wie die sichere Lagerung und Handhabung von Lithium-Ionen-Akkus gewährleistet werden kann, zeigt dieser Beitrag.
Sicherheitsschrank „Ion-Line Ultra“ von asecos für das Einlagern und Aufladen von Li-Ion-Akkus. Der Schrank hält Bränden von innen und außen 90 Minuten stand.
Bild: asecos
Grundsätzlich muss jedes Unternehmen sicherstellen, dass alle Mitarbeiter, die an ihren Arbeitsplätzen mit Lithium-Ionen-Akkus umgehen oder Geräte und Maschinen mit Lithium-Ionen-Akkus einsetzen, folgende Grundregeln kennen:
Akkus niemals kurzschließen, Batteriepole vor Kurzschluss schützen (mit Polkappen oder durch Abkleben),
Li-Ionen-Akkus regelmäßig in Augenschein nehmen und auf physische Schäden wie Risse prüfen,
Verformte, aufgeblähte, korrodierte, defekte, beschädigte oder heiß gewordene Akkus nicht mehr verwenden, sondern unverzüglich aussortieren und bis zum Entsorgen in sicherem Abstand oder brandschutztechnisch abgetrennt aufbewahren,
Niemals eigene Akkupacks basteln oder Akkus auf andere Weise verwenden als vom Hersteller vorgegeben.
Das „Merkblatt zur Schadenverhütung“ der deutschen Versicherer (GDV) besagt, dass Batterien grundsätzlich wie ein Gefahrstoff zu behandeln sind. Es wird geraten, ein ganzheitliches Brandschutzkonzept zur Prävention von Bränden zu erstellen. Zudem empfiehlt es, bei der Bereitstellung von Lithium-Batterien an Produktionsplätzen die Anzahl auf ein Minimum zu begrenzen. Alle weiteren Vorräte bedürfen einer geeigneten Lagerung. Werden Akkus über einen längeren Zeitraum nicht benutzt, z. B. über den Winter ausgebaut, oder aus anderen Gründen bevorratet oder bereitgestellt, müssen sie fachgerecht eingelagert werden. Bei ungeeigneten Lagerbedingungen kann sich Elektrolyt zersetzen und brennbare Gase können entstehen. Spätestens beim nächsten Ladeversuch kommt es dann zum inneren Kurzschluss und die Zelle kann Feuer fangen.
Der Aufkleber kommuniziert die technischen Eigenschaften des Sicherheitsschranks und gibt Empfehlungen für das richtige Verhalten im Brandfall.
Bild: asecos
Schränke für unbeaufsichtigtes Laden und Lagern
Zwar soll eine im Akku eingebaute Schutzelektronik das Überladen verhindern, doch auch ein solches Batteriemanagementsystem (BMS) kann – etwa bei einem ungeeigneten Ladegerät oder unbemerkten Beschädigungen – versagen. Somit bleibt ein unbeaufsichtigtes Laden stets eine Gefahrenquelle.
Sicherheitsschränke gemäß der europäischen Norm EN 14470-1 gelten als Stand der Technik für das Lagern entzündbarer Flüssigkeiten. Sie bieten als Typ 90 Schränke einen Brandschutz von außen nach innen für 90 Minuten. Das bedeutet, wenn außerhalb des Schranks ein Brand entsteht, ist sein Inhalt für mindestens 90 Minuten davor geschützt. Für den Schutz von innen nach außen, also den Schutz vor Bränden, die im Inneren des Schranks entstehen, ist die Norm EN 1363-1 maßgeblich. Sie dient als Standard zum Bestimmen der Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen, die unter genormten Bedingungen einem Feuer ausgesetzt werden. Sicherheitsschränke, die diesen beiden technischen Standards entsprechen und zudem über geeignete Warn- und Meldeeinrichtungen verfügen, erfüllen die technischen Anforderungen an das sichere Lagern der Akkus.
Bei der Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus kann zwischen passiver und aktiver Lagerung unterschieden werden. Bei passiver Lagerung werden neue oder gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien über einen bestimmten Zeitraum lediglich gelagert. Bei der aktiven Lagerung kann hingengen ein Aufladen oder teilweises Entladen (60-70 %) der Akkupacks im Sicherheitsschrank mit Hilfe eines Ladegeräts stattfinden.
Die GS-Zertifizierung steht für geprüfte Sicherheit
Im Brandfall (hier die Trockenübung) sollte die Feuerwehr den Schrank mit dem Hubwagen aus dem Gebäude ins Freie befördern. Schwerer Atemschutz ist hierbei obligatorisch.
Bild: asecos
Innenleben des Sicherheitsschranks mit zahlreichen Steckdosenplätzen zum Aufladen der Akkus.
Bild: asecos
Speziell zum sicheren Laden und Lagern neuer oder gebrauchter Akkus der kleinen und mittleren Leistungsklasse (nach VdS 3103: 2019-06) entwickelte beispielsweise die asecos GmbH mit den Sicherheitsschrankmodellen der „Ion-Line“ eine passgenaue Typ-90-Schrankserie.
Offiziell beauftragte Interessenvertreter haben innerhalb des Arbeitskreises EK5/AK4 22-01 einen Prüfstandard für Sicherheitsschränke zur aktiven und passiven Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Ausschließlich Sicherheitsschränke für Lithium-Ionen-Batterien, die nach dem GS Prüfgrundsatz EK5/AK4 22-01 geprüft und nach dem Produktsicherheitsgesetz zertifiziert wurden, dürfen mit dem GS-Zeichen gekennzeichnet werden. So auch der neue Sicherheitsschrank „Ion-Line Ultra“, welcher die umfangreichen Prüfungen und Tests nach dem GS-Prüfgrundsatz durchlaufen und bestanden hat.
Die GS-Zertifizierung steht hierbei für „Geprüfte Sicherheit“ und ist ein deutsches Gütesiegel. Sie entspricht dem aktuellen Stand der Technik und schreibt ergänzend zum deutschen Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) spezialisierte Prüfungen für Lithium-Schränke vor. Das deutsche Produktsicherheitsgesetz ist wiederum die Umsetzung der europäischen Verordnung über die allgemeine Produktsicherheit (EU 2023/988). Sicherheitsschränke, die eine Komplettprüfung und anschließende Zertifizierung nach diesem Prüfgrundsatz durchlaufen haben, sind für die Lagerung und das unbeaufsichtigte Laden von neuen und gebrauchten Batterien geeignet und werden mit dem entsprechenden GS-Siegel gekennzeichnet.
Merkmale von Sicherheitsschränken
Ein Sicherheitsschrank zur Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus sollte über folgende Merkmale verfügen:
eine Feuerwiderstandsfähigkeit von 90 Minuten gemäß DIN EN 14470-1 (Feuer von außen) und EN 1363-1 (Feuer von innen),
eine geeignete Sensorik für Rauch und Temperatur,
eine Überwachung mit geeigneten Warnfunktionen, die optisch wie akustisch alarmieren,
eine Weiterleitungsmöglichkeit zu einer Leitstelle,
eine zuverlässige technische Entlüftung,
Vorrichtungen zur Brandunterdrückung,
einen Schutz vor unbefugter Benutzung.
