Lithium-Metall- und Lithium-Ionen-Batterien

Bei unsachgemäßer Behandlung aber auch bei plötzlich auftretenden Defekten können Lithiumbatterien Brände auslösen. Dabei werden besonders hohe Temperaturen erreicht, die zu großen Schäden in der Umgebung führen können. Trotz der bestehenden Gefahrgutvorschriften gibt es noch jedes Jahr meldepflichtige Ereignisse beim Transport von Batterien.

Weder die mobile Kommunikationstechnik noch die Elektromobilität sind ohne leistungsstarke Batterien denkbar. Aktuell weit verbreitet sind Lithium(-ionen-)haltige Batterien und Akkumulatoren in verschiedenen Typen und mit diverser chemischer Zusammensetzung. Im Folgenden werden alle Typen unter der Kurzbezeichnung Lithiumbatterien zusammengefasst.

Die großen Leistungsstärken der Lithiumbatterien werden durch Modulkombinationen aus Einzelzellen mit jeweils etwa 3,6 V Nennspannung erreicht. Die Funktion der Module wird durch Batteriemanagementsysteme und andere Schutzmechanismen gewährleistet. Bei sachgemäßen Umgang gelten intakte Lithiumbatterien als sicher.

Lithiumbatterien

Gefahren von Lithiumbatterien

  1. Brand (häufigste Gefahr)
  2. Elektrische Gefahr: Kurzschluss
  3. Chemische Gefahr: Auslaufen ätzender bzw. korrosiver Flüssigkeiten

Typisches Brandereignis einer Lithiumbatterie

Der gefürchtete thermal runaway beginnt mit Ausgasen der Batterie und führt im Anschluss zu einem Brand. Auslöser können sein:

  • Mechanische Belastungen
  • Elektrische Fehler
  • Thermische Einwirkungen

Ist der Ladezustand der Batterie gering (unter 30 % SOC), findet nur das Ausgasen statt. Doch können diese Gase explosive Gemische bilden, die verzögert reagieren.

Lagerung

Ab einem Aufenthalt von mehr als 24 Stunden wird von einer Lagerung gesprochen. Zur sicheren Bereitstellung und Lagerung von Lithiumbatterien in Produktions- und Lagerbereichen gibt es ein Merkblatt des Verbandes der Schadensversicherer VdS 3103:2019-06(03). Hier werden die Batterien nach Lithiumgehalt, Gewicht und Leistung in drei Kategorien eingeteilt.

AchtungWichtigste Grundregeln im Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien

  1. Kurzschlüsse der Batterien müssen jederzeit auch bei Lagerung und Transport sicher vermieden werden, z.B. durch Pole abkleben oder einzeln verpacken in Kunststoffbeutel.
  2. Ladestationen sind außerhalb von Lagern einzurichten.
  3. Defekte Batterien sind vor dem Transport im Freien in Quarantäne unterzubringen. Anweisungen werden dazu vom Hersteller gegeben, z.B. verunfallte Elektrofahrzeuge werden in den Werkstätten 48h in Quarantäne gestellt.
  4. Derzeit einzige wirksame Löschmethode (bei Brand einzelner Zellen in Modulen) besteht im Fluten mit Wasser in Abklingbecken.

Transportrecht

Im ADR 2019 orientieren sich die Gefahrgutregelungen einerseits an der Warenbezeichnung und andererseits an den Lebensphasen der Batterien.

Klassifizierung von Lithiumbatterien

Im ADR 2019 werden Handelswaren, die Lithiumbatterien enthalten, nach ihrer Warenbeschreibung eingestuft:

  • UN 3090 Lithium-Metall-Batterien
  • UN 3091 Lithium-Metall-Batterien in oder mit Ausrüstungen verpackt
  • UN 3480 Lithium-Ionen-Batterien
  • UN 3481 Lithium-Ionen-Batterien in oder mit Ausrüstungen verpackt
  • UN 3171 batteriebetriebenes Fahrzeug oder Gerät
  • UN 3166 Hybridfahrzeug
  • UN 3536 Lithium-Batterien, in Güterbeförderungseinheiten verpackt

Pro Klassifizierungseintrag muss noch die passende Sondervorschrift SVnnn sowie die passende Verpackungsanweisung Pnnn oder LPnnn ausgewählt werden. Eine Auswahl häufiger Kombinationen zeigt die Grafik Lithiumbatterien nach Lebensphasen. Nicht enthalten sind die Regelungen, die den Transport von Prototypen und Kleinserien vor einer im allgemeinen durchzuführenden UN-Prüfung nach 2.2.9.1.7 betreffen.

Klassifizierung-klein.jpgKlein Klassifizierung-Standard.jpgStandard Klassifizierung-Recycling.jpgRecycling Klassifizierung-defekt.jpgDefekt Klassifizierung-kritisch-defekt.jpgKritisch defekt
  • < 2 g Li
    < 100 Wh
  • SV 188
  • vereinfacht
  • > 2 g Li
    > 100 Wh
  • SV 230
  • P903 / LP903
    VG II „plus“
  • Unbeschädigt
    mit anderen Batterien gemischt
  • SV 377, 636, 670
  • P909
    VG II oder
    Nicht UN-verpackt
  • Nicht kritisch
    (z. B. nach Quarantäne)
  • SV 376
  • P908 / LP904
    VG II „plus“
  • Thermal Runaway
    u. U. möglich
  • SV 376 und
    BAM als Behörde
  • P911 / LP906
    VG I „plus“
    u. a. Brandprüfung

Nicht mehr zur Nutzung geeignete Batterien

Batterien, die sich nicht mehr voll aufladen lassen und deshalb für den Verwendungszweck nicht mehr geeignet sind, enthalten noch Restenergien.

Auch ist der Lithiumanteil immer noch vorhanden und kann gefährlich reagieren. Die Hersteller geben Hilfestellungen, wie man unterscheidet, ob die Batterie / das Modul zur Entsorgung bzw. zum Recycling befördert werden soll oder defekt oder sogar kritisch defekt ist. Die Verantwortung für die richtige Einstufung liegt aber beim Versender. Gemäß Batteriegesetz müssen Händler Batterien der Verbraucher zurücknehmen. In der Folge sind sie dann Versender oder Auftraggeber des Absenders für die in ihrem Geschäft anfallenden Batterien.

Kritisch defekte Batterien

Kritisch defekt bedeutet, dass mit einem "Durchgehen" der Batterie unter normalen Beförderungsbedingungen (Erschütterungen auf holprigen Straßen oder Vollbremsung) zu rechnen ist. In diesem Fall kann ein Brand auch nicht als Unfall gewertet werden, da das Ereignis vorhersehbar war. Für solche Transporte muss nach Sondervorschrift SV376 die Zustimmung des BAM eingeholt werden. Auch die Verpackungen müssen besonders strengen Vorschriften genügen P911 bzw LP906 mit Verpackungsgruppe I "plus" .

AchtungWichtig: Aktuelles ADR nutzen!

Die Festlegungen der Transportvorschriften werden aufgrund der laufenden Weiterentwicklung in der Batterietechnik noch mit jeder Ausgabe des ADR angepasst. Zurzeit (Stand 2/2020) diskutiert eine UN-Arbeitsgruppe, wie Lithiumbatterien nach Gefährlichkeit eingestuft werden können. Bitte vergewissern Sie sich bei jeder Neuausgabe des technischen Regelwerks (ADR, ADN, IMDG oder IATA-DGR), ob Ihre Transportbedingungen noch zulässig sind.

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