Auf Linkedin wurde der folgende zitierte Artikel von Herrn Christiaan Dahrs von Peutz BV bezüglich
auf Linkedin veröffentlicht
Feuerforschung zu Lithium-Ionen-Batteriezellen, die wir unseren Interessenten nicht vorenthalten wollen.
Ladezustand von Lithium-Ionen-Batteriezellen
Der Ladezustand (State of Charge, SOC) von Lithium-Ionen-Batteriezellen spielt bei der Betrachtung der Sicherheit oft keine Rolle
betrachtet wird, obwohl er einen Einfluss haben kann. Peutz verwendete einen einfachen Test, um den Unterschied in den Auswirkungen zu zeigen
untersucht, indem er einige Lithium-Ionen-Batteriezellen mit unterschiedlichen Ladezuständen (25%, 50%, 75%, 100%) auf
einem thermischen Runaway-Test auf einer Heizplatte unterzogen wurden.
Die Ergebnisse bestätigen die Ansicht, dass tatsächlich ein Effektunterschied vorliegt.
Ein höheres Belastungsniveau führt zu höheren Temperaturen (gemessen an der Zellwand) und intensiveren Brandphänomenen
während eines thermischen Durchgehens:
- 25% SOC: nur Rauch beobachtet. Max. Temperatur ca. 572 °C;
- 50% SOC: Rauch, Funken, Abblasen und Flammen beobachtet. Max. Temperatur ca. 724 °C;
- 75% SOC: Rauch, Funken, Abblasen und Flammen beobachtet. Max. Temperatur ca. 759 °C;
- 100% SOC: heftigste Brandphänomene beobachtet (Rauch, Auswurf, Funken, Abblasen und Flammen); Maximaltemperatur nicht messbar, da die Lithium-Ionen-Batteriezelle gewaltsam ausgeworfen wird.
Der Artikel ist insofern von Bedeutung, als dass dieRichtlinie PGS 37-2 nun den Ladezustand von Zellen/Batterien überhaupt nicht mehr berücksichtigt, dafür aber das letztendliche Risiko innerhalb einer Lagereinrichtung. Nach den speziellen IATA DGR- und ADR-Bestimmungen 188 und 376 dürfen fabrikneue Lithium-Ionen-Zellen/Batterien nur mit einem niedrigen Ladezustand transportiert (und damit zunächst gelagert) werden, nämlich mit einem Ladezustand von 30 %. Diese 30 % SoC sind erforderlich, damit eine Batterie unter die UN-Nummer 3480 fällt. Bei Ausrüstungen mit Lithium-Ionen-Batterien, die unter die UN-Nummer 3481 fallen, ist diese Beschränkung nicht so streng; sie hängt unter anderem von der Art der Ausrüstung (und dem für sie festgelegten spezifischen Risiko) ab.
Ein niedriger SoC begrenzt das Brandrisiko (bei Zwischenfällen) und die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens. Die SoC sollte eigentlich Einfluss auf die in der PGS 37-2 geforderten (zusätzlichen) Sicherheitsvorkehrungen für ein Lager haben. In der Praxis stellt die Feuerwehr regelmäßig fest, dass Personen ein Lager überhaupt nicht betreten werden. Dies wegen der möglichen gesundheitsgefährdenden, giftigen und explosiven Dämpfe, die sich nach einem thermischen Runaway in einem Lager befinden können und von außen (z.B. über eine Trockensprinklerleitung mit Storzkupplung) gelöscht werden sollen.
Nach den Erkenntnissen von Peutz ist dies bei der Lagerung von Zellen/Batterien mit einem SoC von bis zu 30 % also offenbar etwas weniger wahrscheinlich. In diesem Fall erfolgt die Löschung mit Wasser oder wasserhaltigen Mitteln, die auch den gesamten Bestand im Lager beschädigen oder zerstören können.
Durch das Löschen mit wasserhaltigen Mitteln steigt auch die Gefahr eines Umweltdelikts, da das Löschwasser dann zunächst als chemisch kontaminiert angesehen wird.
Das macht für Lagereinrichtungen für Lithium-Ionen-Zellen/Batterien die Verwendung von kondensiertem Aerosol als Löschmittel attraktiver, da sich der Bestand nach einem Löschvorgang relativ einfach reinigen lässt und mit hoher Wahrscheinlichkeit weitgehend erhalten bleibt. Hiltra arbeitet hier mit Firepro® zusammen, deren kondensiertes Aerosol-Löschmittel von der KIWA zum Löschen von Bränden von Lithium-Ionen-Batterien zugelassen und genehmigt/zertifiziert ist.
Die PGS 37-2 besagt jedoch, dass, wenn ein Lager über eine fest installierte Feuerlöschanlage (VBB) verfügen muss, diese nach dem CCV-Zertifizierungssystem zertifiziert sein muss. Für kondensierte Aerosol-Löschanlagen gilt jedoch nicht das CCV-Zertifizierungsschema, sondern die KIWA-Zertifizierung auf der Grundlage der KIWA BRL, Nr.: K 23003 mit zusätzlich der KIWA BRL, Nr.: K 23001 für Komponenten innerhalb einer solchen Anlage. Die richtigen Qualitäten und die hohe Funktionalität von kondensierten Aerosol-Löschmitteln und Löschanlagen führen tatsächlich zu einer (sehr schnellen) Eindämmung der Folgen eines Thermal-Runaways im Lager sowie in der unmittelbaren Umgebung und der Umwelt. Hiltra verfügt über ein umfangreiches Programm an (halb-)vorgefertigten Brandabschnitten mit einem Feuerwiderstand von mindestens 60 Minuten (optional 90 Minuten) gemäß der Norm NEN 6069, wie in der Maßnahme M-9 der PGS 37-2 gefordert. Diese Brandabschnitte können dann - je nach Situation - optional mit verschiedenen Sicherheitsmaßnahmen ausgestattet werden, wie CO/H2-Detektion, Temperaturüberwachung, Klimatisierung, kondensierte Aerosol-Löschanlagen, etc.
Für eine Beratung kontaktieren Sie bitte Hiltra Barneveld unter Tel: 0341-404160 oder EM: info@hiltra.com