Lithiumbatterien sind in vielen Verbraucherger\u00e4ten zu finden und erm\u00f6glichen es den Herstellern, stundenlange Akkulaufzeiten in schlanke Produkte zu packen. Sie stellen aber auch eine Brandgefahr dar, wenn sie besch\u00e4digt oder unsachgem\u00e4\u00df verwendet werden.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien k\u00f6nnen f\u00fcr Feuerwehrleute schwierig und gef\u00e4hrlich zu bek\u00e4mpfen sein. Deshalb hat das Department of Fire Services eine Checkliste zur Unterst\u00fctzung der Brandermittler ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Eine der Hauptursachen f\u00fcr Br\u00e4nde von Lithiumbatterien ist ein Kurzschluss. Ein Kurzschluss tritt auf, wenn der elektrische Strom einen ungewollt k\u00fcrzeren Weg durch eine Batterie nimmt, als er sollte, was zu einem Energie\u00fcberschuss f\u00fchrt, der dann die Zellen \u00fcberflutet und Metallionen erzeugt, die schlie\u00dflich die Kapazit\u00e4t der internen Zellen \u00fcbersteigen und in die Umgebung austreten, wodurch Hitze und brennbare Gase entstehen, die Br\u00e4nde entfachen.<\/p>\n
Thermisches Durchgehen ist eine weitere Hauptursache f\u00fcr Br\u00e4nde von Lithiumbatterien. Dies geschieht, wenn die von der Batterie erzeugte W\u00e4rme in Kettenreaktionen umgewandelt wird, die zu ihrer Explosion f\u00fchren, typischerweise durch mikroskopisch kleine Metallpartikel, die mit verschiedenen Teilen in Kontakt kommen und Hitze erzeugen, was zu einer \u00dcberhitzung und zur Freisetzung von brennbaren Gasen aus den Zellen f\u00fchrt.<\/p>\n
Beim Aufladen von Lithiumbatterien werden Ionen durch den Elektrolyten von der Kathode zur Anode bewegt. Diese Bewegung ist f\u00fcr die ordnungsgem\u00e4\u00dfe Funktion notwendig, kann aber gef\u00e4hrlich sein, wenn sie unterbrochen wird; deshalb ist es wichtig, dass sie in einem isolierten Raum fern von potenziellen W\u00e4rmequellen geladen werden.<\/p>\n
Die Sauerstoffproduktion ist auch eine der Hauptursachen f\u00fcr Br\u00e4nde von Lithiumbatterien, da erhitzte Anoden und Kathoden Sauerstoffgas produzieren, das durch versehentliches Durchstechen des Batteriegeh\u00e4uses oder durch chemische Reaktionen, die zu internen Kurzschl\u00fcssen in den Zellen f\u00fchren, entweichen kann.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien k\u00f6nnen schwer zu l\u00f6schen sein, und es ist am besten, sie in einem sicheren Bereich brennen zu lassen. Mit Wasser allein ist es nicht getan, da es die Flammen anheizt und gleichzeitig giftiges Wasserstoffgas erzeugt. Besser ist es, stattdessen Schauml\u00f6scher oder ABC-Trockenchemikalien wie Kupferpulver, Natron oder Graphit als L\u00f6sung zu verwenden.<\/p>\n
Lithiumbatterien sind f\u00fcr den Betrieb innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ausgelegt. Wenn sie diese Grenze jedoch \u00fcberschreiten, kann eine Reihe von Reaktionen einsetzen, die als thermisches Durchgehen bekannt sind und brennbare Gase und Feuer erzeugen - ein Grund daf\u00fcr, dass Br\u00e4nde von Lithiumbatterien bekannterma\u00dfen schwer zu l\u00f6schen sind; Feuerl\u00f6scher auf Wasserbasis dienen nur zur K\u00fchlung, w\u00e4hrend Lithium-Ionen-Gel-L\u00f6scher sofort eingesetzt werden m\u00fcssen, sobald die Batterie wieder z\u00fcndet, da sie sich sonst Tage oder Stunden sp\u00e4ter wieder entz\u00fcnden k\u00f6nnten.<\/p>\n
Thermisches Durchgehen kann bei Lithiumbatterien aus verschiedenen Gr\u00fcnden auftreten, z. B. durch interne Kurzschl\u00fcsse, Lithiumplattierung (die Bildung von metallischem Lithium auf einer Anodenoberfl\u00e4che innerhalb einer Batteriezelle), mechanische Besch\u00e4digung wie Durchsto\u00dfen oder Fallenlassen, \u00dcberladung, \u00dcberentladung oder \u00fcberm\u00e4\u00dfige W\u00e4rmequellen von au\u00dfen; in seltenen F\u00e4llen kann eine Lithium-Ionen-Batterie ohne offensichtliche Ursache thermisch durchgehen - bekannt als thermisches Durchgehen mit verz\u00f6gerter Z\u00fcndung.<\/p>\n
Ein thermisches Durchgehen kann vermieden werden, indem die Temperatur einer Batterie gesenkt wird, sie innerhalb ihres spezifizierten Temperaturbereichs betrieben wird und sichere Ladeverfahren verwendet werden. Au\u00dferdem sollten die Batterien von W\u00e4rmequellen ferngehalten und bei Nichtgebrauch abgeklemmt werden.<\/p>\n
Forscher haben in einer neuen Studie neue Erkenntnisse \u00fcber die Ursachen des thermischen Durchgehens in Lithiumbatterien gewonnen, indem sie verschiedene Faktoren untersuchten, die dazu beitragen, wie z. B. die Auswahl des Batteriegeh\u00e4usematerials und die Zellengr\u00f6\u00dfe. Auch statistische Regressionsmodelle f\u00fcr die Energiefreisetzung w\u00e4hrend des thermischen Durchgehens wurden in dieses Forschungsprojekt einbezogen, das Herstellern, Fahrzeugherstellern und Sicherheitsbeh\u00f6rden wertvolle Erkenntnisse dar\u00fcber liefert, wie sie ein solches Durchgehen in k\u00fcnftigen Batterien verhindern k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ein thermisches Durchgehen tritt auf, wenn in den Batteriezellen statt elektrochemischer Reaktionen interne chemische Reaktionen ablaufen, die W\u00e4rme und giftige, entflammbare Gase erzeugen. Wenn die Temperaturen steigen und mehr W\u00e4rme erzeugen, beschleunigen sich die exothermen Reaktionen weiter und erzeugen noch mehr Gas. Schlie\u00dflich verpufft dieses Gemisch zu einer wei\u00dfen Dampfwolke aus giftigem, entflammbarem Gas, das sich mit Sauerstoff vermischt, bevor es in der N\u00e4he befindliche Zellen entz\u00fcndet - was eine Kettenreaktion ausl\u00f6sen kann, die sich ausbreitet und alle Lithiumbatterien in einem Flugzeug, Fahrzeug oder Ger\u00e4t zerst\u00f6rt.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien sind zwar selten, k\u00f6nnen aber dennoch erhebliche St\u00f6rungen verursachen und schwer zu beherrschen sein. Eine Methode zur Unterdr\u00fcckung dieser Br\u00e4nde ist der Einsatz von K\u00fchlmitteln in fl\u00fcssiger oder fester Form - einschlie\u00dflich pulverf\u00f6rmigem Graphit, der bei bestimmten Temperaturen schmilzt und eine undurchl\u00e4ssige Decke \u00fcber dem Feuer bildet; zu den fl\u00fcssigen K\u00fchlmitteln geh\u00f6ren Wasser sowie technisch hergestellte nicht reaktive Fl\u00fcssigkeiten wie die 3M Novec-Linie, die potenziell gef\u00e4hrliche PFAS-Chemikalien enthalten, die die menschliche Gesundheit bedrohen.<\/p>\n
Wenn ein Batteriebrand ausbricht, h\u00e4ngt seine Verbrennungsgeschwindigkeit sowohl vom verbrauchten Sauerstoff als auch von der durch die interne Kohlenmonoxidproduktion (CO) erzeugten W\u00e4rme ab. Die CO-Korrektur f\u00fcr die Kalorimetrie des Sauerstoffverbrauchs eliminiert diesen Effekt, kann aber systematische Fehler von bis zu 10% erzeugen; bei der Interpretation der Ergebnisse von Batteriebrandtests ist es wichtig, diese Fehler zu ber\u00fccksichtigen; sie werden jedoch in der Regel durch allgemeine Unsicherheiten der Kalorimetrie des Sauerstoffverbrauchs und Annahmen bez\u00fcglich des E-Faktors f\u00fcr Batteriegase ausgeglichen; daher kann die Gesamtw\u00e4rmeabgabe von Batterien um etwa 2kJ\/Wh untersch\u00e4tzt werden.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien k\u00f6nnen sehr heftig und schwer zu l\u00f6schen sein. Sie k\u00f6nnen zu erheblichen Sachsch\u00e4den f\u00fchren und giftige Gase freisetzen, die eine ernsthafte Bedrohung f\u00fcr die menschliche Gesundheit darstellen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass Br\u00e4nde von Lithiumbatterien an Arbeitspl\u00e4tzen so fr\u00fch wie m\u00f6glich verhindert werden.<\/p>\n
Der erste Schritt zur Verhinderung von Batteriebr\u00e4nden ist das Erkennen von Warnzeichen. Dazu geh\u00f6ren ungew\u00f6hnliche Hitze, Ger\u00e4usche, Geruch oder Schwellungen, die auf einen drohenden thermischen Durchschlag oder Kurzschluss hindeuten und sofort behoben werden sollten, um Br\u00e4nde zu verhindern.<\/p>\n
Lithium-Ionen-Batterien haben sich zu einer der am h\u00e4ufigsten genutzten Energiespeicherl\u00f6sungen f\u00fcr Verbraucher und Industrie entwickelt und bieten leistungsstarke tragbare Energiel\u00f6sungen f\u00fcr Ger\u00e4te von Mobiltelefonen bis hin zu Elektrofahrzeugen. W\u00e4hrend Lithium-Ionen-Batterien viele Vorteile bieten, kann sich eine unsachgem\u00e4\u00dfe Handhabung oder Lagerung als fatal erweisen.<\/p>\n
Um die sichere Aufbewahrung von Lithiumbatterien zu gew\u00e4hrleisten, ist es am besten, sie nicht grob zu behandeln. Das Fallenlassen einer Batterie kann ihre internen Komponenten besch\u00e4digen, was zu einem elektrischen Kurzschluss oder thermischen Durchgehen f\u00fchren kann. Da Lithiumbatterien altern und h\u00e4ufiger bei h\u00f6heren Temperaturen zyklieren, nimmt ihre Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr mechanische Sch\u00e4den mit dem Alter, der H\u00e4ufigkeit der Zyklen und den erh\u00f6hten Temperaturen zu.<\/p>\n
Batterien k\u00f6nnen auch durch extreme Umweltbedingungen besch\u00e4digt werden. Wenn sie Regen, salzhaltiger Luft oder Feuchtigkeit ausgesetzt sind, k\u00f6nnen Batterien schnell an Ladung verlieren und \u00fcberhitzen, was zu thermischem Durchgehen und Entl\u00fcftung mit Flammen f\u00fchrt.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithium-Ionen-Batterien k\u00f6nnen schwer zu l\u00f6schen sein. Herk\u00f6mmliche Feuerl\u00f6scher auf Wasserbasis k\u00f6nnen diese Br\u00e4nde oft nicht vollst\u00e4ndig l\u00f6schen, und sie flammen oft erst Stunden oder Tage sp\u00e4ter wieder auf; es gibt jedoch spezielle Lithium-Ionen-Feuerl\u00f6scher.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien treten immer h\u00e4ufiger auf und stellen eine immer gr\u00f6\u00dfere Gefahr f\u00fcr die \u00f6ffentliche Sicherheit dar, da sie das L\u00f6schen erschweren und zu erheblichen Sachsch\u00e4den f\u00fchren. Die meisten Br\u00e4nde von Lithiumbatterien entstehen durch thermisches Durchgehen, wenn die Batterien \u00fcberhitzt werden; andere k\u00f6nnen durch physische Sch\u00e4den oder Ladeprobleme entstehen.<\/p>\n
Br\u00e4nde von Lithiumbatterien stellen eine der gr\u00f6\u00dften Gefahren f\u00fcr Geb\u00e4ude und die darin befindlichen Menschen dar. Sie k\u00f6nnen sich schnell ausbreiten und gro\u00dfe strukturelle Sch\u00e4den verursachen, die Menschenleben bedrohen. Deshalb ist es von entscheidender Bedeutung, dass wir die Menschen \u00fcber die mit wiederaufladbaren Batterien verbundenen Gefahren aufkl\u00e4ren.<\/p>\n
In letzter Zeit haben batteriebedingte Br\u00e4nde in US-Gro\u00dfst\u00e4dten wie New York und San Francisco erheblich zugenommen und sich seit 2012 mehr als verdoppelt. Die meisten haben zwar keine Verletzten oder Todesopfer zur Folge, aber viele k\u00f6nnen erhebliche Sch\u00e4den an gewerblichen Objekten und Wohnh\u00e4usern verursachen.<\/p>\n
Es gibt jedoch mehrere Strategien, um Br\u00e4nde von Lithiumbatterien zu verhindern, darunter die ordnungsgem\u00e4\u00dfe Lagerung und Wartung der Batterien. Dar\u00fcber hinaus wird empfohlen, Metallgegenst\u00e4nde und Wasser fernzuhalten, und die Verwendung feuerfester Beh\u00e4lter f\u00fcr die Lagerung von Lithiumbatterien sollte ebenfalls als bew\u00e4hrte Praxis gelten.<\/p>\n
Physische Sch\u00e4den und elektrische Kurzschl\u00fcsse sind zwei h\u00e4ufige Ursachen f\u00fcr Batteriebr\u00e4nde. Batterieversagen oder \u00dcberhitzung k\u00f6nnen einen thermischen Durchschlag ausl\u00f6sen, eine extreme chemische Reaktion, bei der scharfe Lithiumnadeln in Separatorzellen eindringen und interne Kurzschl\u00fcsse verursachen; durch Risse in der H\u00fclle des Batteriegeh\u00e4uses k\u00f6nnen brennbare Elektrolyte mit Luft oder W\u00e4rmequellen in Kontakt kommen und sich entz\u00fcnden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries can be found in many consumer devices, enabling manufacturers to pack hours of battery life into slim products. But they also pose a fire hazard if damaged or misused improperly. Lithium battery fires can be difficult and hazardous for firefighters to combat, so the Department of Fire Services has released a checklist to …<\/p>\n