Sicherer Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus / 3 Was macht Lithium-Ionen-Akkus gefährlich?

Lithium ist ein Leichtmetall, das sehr reaktionsfreudig ist. Diese chemische Reaktionsfreudigkeit ist der Grund, warum von diesen Akkumulatoren im Fall einer Beschädigung eine Gefahr ausgeht. Ein Akku besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Zellen, in denen wiederum Lithium gelöst ist.

Kommt es zu einer Beschädigung im Inneren des Akkus, kann dies zu einem elektrischen Kurzschluss führen, sofern die beiden Elektroden Kontakt miteinander haben. Das kann beispielsweise dann eintreten, wenn der Separator, der Anode und Kathode voneinander trennt, beschädigt wird. Die gespeicherte Energie wird schlagartig frei und setzt eine Kettenreaktion in Gang. Im Inneren des Akkus entstehen brennbare Gase und Sauerstoff. Dies führt zu einem Druckanstieg und einer erheblichen, insbesondere punktuellen, Erwärmung des Akkus. Der Akku kann sich aufblähen oder verformen, gesundheitsschädliche Gase können freigesetzt werden. Sofern die Zündtemperatur des Elektrolyten erreicht wird, kann dies zu einem Brand oder einer Explosion des Akkus führen.

Eine innere Beschädigung der Batterie oder des Akkus kann beispielsweise die Folge von Stößen oder Erschütterungen sein. Dies tritt beispielsweise dann des Öfteren auf, wenn der Akku oder das Gerät, in dem sich der Akku befindet, auf den Boden fällt.

Aufgrund der Brandgefahr, die bei unsachgemäßem Umgang von Lithium-Batterien und -Akkus ausgehen kann, sind der sorgfältige Umgang mit diesen Energiespeichern und die fachgerechte Entsorgung besonders wichtig.

Neben mechanischen Beschädigungen gibt es weitere Umstände, die einen gefährlichen Zustand nach sich ziehen können. Sofern ein Akku beispielsweise außerhalb der Leistungsgrenzen betrieben oder unsachgemäß verwendet wird, kann dies dessen Zerstörung zur Folge haben. Neben der bereits erwähnten mechanischen Beschädigung kann auch eine übermäßige thermische Belastung zu inneren Schäden führen. Dies kann bei einer Erwärmung von über 70 °C eintreten. Wenn das Ladegerät bei Erreichen der Vollladung nicht den Ladevorgang stoppt, kommt es zu einer Überladung. Die zugeführte Energie kann nicht mehr chemisch gespeichert werden, stattdessen wird die Ladungsenergie nur in Wärme umgesetzt. Hierdurch kann die Elektrolytflüssigkeit verdampfen, was zu einer Schädigung der kristallinen Schichtstruktur führt.

Ähnliches kann bei der Verwendung ungeeigneter Ladegeräte passieren. Schon eine geringfügig zu hohe Ladespannung führt aufgrund zu großer Ladeströme zu einer Erhitzung und hierdurch letztlich zu einer möglichen Zerstörung des Akkus.

Bei aller möglichen Gefahr gilt jedoch, dass Lithium-Ionen-Batterien und -Akkus bei sorgsamer und sachgemäßer Handhabung unter den vom Hersteller angegebenen Bedingungen sicher betrieben werden können.