Batterien und Akkus Sicherer Transport von Li-Ionen-Batterien

Lithium-Batterien bei unsachgemäßer Behandlung verursachen Brand
Lithium-Batterien bei unsachgemäßer Behandlung verursachen Brand

Im Flugzeug, am Flughafen oder in einem Güterzug können die Folgen einer Explosion oder eines unkontrollierten Brands katastrophal sein. Als Energiequelle mit hoher Dichte könnten Li-Batterien einen Brand verursachen, wenn sie nicht sachgemäß behandelt werden und ihre Schutz- und Sicherheitseinrichtungen gestört sind oder umgangen werden.

Ein durch eine Batterie verursachter Brand kann nicht einfach mit den geringen Mengen an Wasser gelöscht werden, die an Bord eines Flugzeugs verfügbar sind, sondern benötigt spezielle Feuerlöscher. Das Schadens-potenzial und die Gefährdung von Menschenleben sind offensichtlich, falls eine Batterie an Bord in Brand gerät.

Tatsächlich sind Lithium-Batterien in den Jahren bis 2013 mit einer kleinen Anzahl von Bränden an Bord von Flugzeugen in Verbindung gebracht worden. Dies hat zu einer Überarbeitung der Bestimmungen zum Transport von Lithium-Batterien in Luftfahrzeugen geführt. Seither müssen strengere Vorschriften bei der Handhabung, Vorbereitung, Verpackung und Kennzeichnung von Lithium-Zellen und -Batterien, die an Bord von Flugzeugen gebracht werden, eingehalten werden – ähnliche Bestimmungen gelten übrigens für andere Transportarten, z.B. den Schienen-, Straßen- und Seetransport.

Dadurch ergibt sich jedoch eine Reihe von Fragen für OEMs, die Lithium-Batterien als Einzelteile oder in Geräten eingebaut oder beigepackt transportieren wollen:

  • Wie kann ein OEM gewährleisten, dass er die vielen komplexen Bestimmungen zum Lufttransport von Lithium-Batterien einhält?
  • Reicht die Einhaltung der Bestimmungen allein, um einen sicheren Transport zu garantieren?

Die Funktion der Lufttransportbestimmungen

Die letzte Version des Leitfadens zu Lithium-Batterien der IATA (Internationale Luftfahrtorganisation, die Handelsvereinigung der Luftfahrtgesellschaften auf der ganzen Welt) baut auf den Bestimmungen zwei verschiedener Richtlinien auf:

  • der Ausgabe 2013-2014 der technischen Anweisung zum sicheren Transport von Gefahrgütern auf dem Luftweg der ICAO (International Civil Aviation Organization) sowie
  • der 55. Ausgabe der Gefahrgutbestimmungen der IATA (IATA-DGR).

Diese Regeln bauen auf dem bekannten Verhalten von Lithium-Zellen und -Batterien auf. Der relevante Ausfallmodus von Batterien auf dem Transportweg (und nicht im Gebrauch) ist normalerweise ein Kurzschluss. Dadurch können gefährlich hohe Ströme auftreten, die zu einer Überhitzung führen, in deren Folge die Batterie explodieren oder in Brand geraten kann.

Eine Ursache für Kurzschlüsse ist das Eindringen von Staub oder anderen Partikeln in eine Zelle während der Produktion, wodurch die Trennschicht zwischen Anode und Kathode beeinträchtigt wird. Renommierte Hersteller von Markenzellen und Batteriehersteller produzieren und verwenden Zellen anerkannt guter Qualität, bei denen der Grad der Verunreinigungen äußerst niedrig und somit sicher ist.

Seit dem 1. Januar 2013 schreiben die Klassifizierungskriterien der Gefahrgutvorschriften für Lithium-Batterien vor, dass Zellen und Batterien unter einem Qualitätsmanagement-Programm gefertigt werden müssen. Ein solches Programm sorgt für die Produktion hochwertiger Zellen, bei denen das Risiko gefährlicher interner Verunreinigungen äußerst gering ist.

Bei einer Batterie aus Zellen hoher Qualität besteht theoretisch weiterhin das Risiko eines Kurzschlusses durch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den positiven und negativen Anschlüssen am Batteriegehäuse bzw. bei Batterien, die in Geräten eingebaut sind, das Risiko eines ungewollten Einschaltens. Dieses Risiko liegt dem größten Teil der Bestimmungen zugrunde, die für die OEMs von Bedeutung sind. Grundsätzlich verlangen die Bestimmungen, dass Batterien so verpackt sind, dass die Isolierung zwischen den Klemmen der Batterie vom Ort der Produktion bis zum endgültigen Bestimmungsort aufrechterhalten wird. Hierzu gehört ein Schutz gegen das Risiko einer Berührung mit elektrisch leitenden Stoffen im Inneren der Verpackung, die zu einem Kurzschluss führen könnte. Bei Geräten mit einer eingebauten Batterie muss die Verpackung ein ungewolltes Einschalten verhindern, indem beispielsweise die Batterieklemmen gegenüber den geräteseitigen Anschlüssen isoliert werden.