WICHTIG im Jahr 2021: Die Größen der in 2019 eingeführten Kennzeichen für Lithium-Batterien wurde nochmals angepasst! Nicht erst seitdem Smartphones mit brennenden oder explodierenden Lithium-Akkus aufhorchen ließen, ist der Transport von Lithium-Batterien ein heißes Thema. Bei unsachgemäßer Behandlung, Lagerung und Transport von Batterien entsteht schnell eine Explosions- und Brandgefahr. Während des Transports auf der Straße oder in einem Flugzeug können die Folgen einer Explosion von Batterien schwerwiegend sein. Darauf haben die Kommissionen bereits bei der Erarbeitung der neuen Transportregelungen 2017 für Gefahrgut reagiert. Bereits seit April 2016 dürfen größere Mengen Lithium-Batterien nicht mehr in Passagierflugzeugen transportiert werden. Gemäß IATA-DGR (Luftfahrt) muss jedes Packstück mit Lithium-Batterien (UN 3090, UN 3480) zusätzlich zu allen anderen erforderlichen Kennzeichen das Label „Cargo Aircraft Only“ tragen.
Die neuen Größen gemäß ADR 2021:
In den letzten Jahren hat sich die Lithiumbatterie aufgrund ihrer Vorteile im Vergleich zu Batterien und Akkumulatoren anderer Zusammensetzungen in weiten Teilen der Industrie und auch unseres Alltags verbreitet. Ob als Primärzelle, die nur einmalige Entladungen erlaubt oder als wiederaufladbare Sekundärzelle/Akkumulator sie begegnen uns überall. In Uhren, Kameras, Herzschrittmachern, Laptops, Notebooks und Elektroautos.
Aber warum werden Sie auf so überwätigende Weise präferiert?
Lithium-Systeme, in denen Lithium in reiner oder gebundener Form als Aktivmaterial der negativen Elektrode vorkommt, besitzen eine hohe spezifische Energie und auch Energiedichte. Sie sind daher fast immer nicht nur kleiner sondern auch leistungsfähiger als Batterien mit einem anderen Aktivmaterial wie Blei, Nickel-Metallhydrid oder Nickel-Cadmium.
Ein weiterer großer Vorteil in der Form der Sekundärzellen: ein hoher Wirkungsgrad (95%) und praktisch kein Memory-Effekt, der den Gebrauch von Akkumulatoren alter Herstellung nach einer gewissen Zeit oft zur frustbeladenen Nervenprobe werden ließ.
Gefahrzettel 9A seit 01.01.2019 verpflichtend
- Ein neuer Gefahrzettel mit der neu eingeführten Gefahrenklasse Nr. 9A wurde für die Verpackung von Lithium-Speichermedien eingeführt. Für Umschließungen muss weiterhin der gewohnte Gefahrzettel Klasse 9 verwendet werden.
- Künftig gibt es nur noch ein Verpackungskennzeichen für alle Verkehrsträger.
- Ein neues Verpackungskennzeichen für kleine Lithiumbatterien nach Sondervorschrift 188 wurde eingeführt; die Begleitdokumentation entfällt ersatzlos.
- Die Transportregelung für Prototypen und Kleinserien (Lithium-Speichermedien ohne UN38.3-Test) in der Sondervorschrift 310 wurde neu überarbeitet und erlaubt nun Verpackungen der Stufe VG2 (hohe Gefährlichkeit) und Kartons als Außenverpackungen. Dafür ist im Beförderungspapier nun der Hinweis „Beförderung nach Sondervorschrift 310“ erforderlich.
Wann müssen Versandstücke nicht gekennzeichnet werden?
Das ADR 2019 stellt deutlich strengere Ansprüche an die Kennzeichnung von Lithiumbatterien und erlaubt nur noch eingeschränkt Ausnahmen. In den folgenden Fällen kann auf eine Kennzeichnung verzichtet werden:
- Versandeinheiten, in denen Lithium-Knopfzellen nur in Ausrüstung (inkl. Platinen) enthalten sind
- Versandheinheiten, die maximal 4 in die Ausrüstung eingebaute Zellen oder 2 eingebaute Batterien enthalten. Eine solche Sendung darf allerdings nur maximal 2 dieser Versandeinheiten enthalten.
UN Nummern und Versandbezeichnungen für Lithiumbatterien
- UN 3480 Lithium-Ionen-Batterien
- UN 3481 Lithium-Ionen-Batterien MIT Ausrüstungen verpackt
- UN 3481 Lithium-Ionen-Batterien IN Ausrüstungen
- UN 3090 Lithium-Metall-Batterien
- UN 3091 Lithium-Metall-Batterien MIT Ausrüstungen verpackt
- UN 3091 Lithium-Metall-Batterien IN Ausrüstungen
Warum sind Lithium-Akkus so beliebt?
Die Lithiumbatterie hat sich über die Jahre rasant in Industrie und Alltag verbreitet. Vom Elektroauto bis zum Smartphone - Lithium-Akkus sind in diversen Geräten verbaut. Ob als einfache Batterie (Primärzelle)oder wiederaufladbarer Akkumulator (Sekundärzelle), sie begegnet uns überall. Was hat also die Lithiumbatterie, was andere Energiespeicherträger nicht haben?
Sie besitzt eine hohe spezifische Energie und Energiedichte. Sie schafft es also gleichzeitig kleiner UND leistungsfähiger zu sein als Energiespeichersysteme, die auf Aktivmaterialien wie Blei, Nickel-Metallhydrit oder Nickel-Cadmium basieren. Diese kompakte Bauweise bei gleichzeitig hoher Leistung ist besonders für Kleingeräte interessant, die trotz ihrer räumlichen Platzbeschränkung eine gute und/oder lang anhaltende Leistung bringen sollen. In Hinsicht auf die Sekundärzellen (die wiederaufladbaren Akkus) bringt sie noch weitere großen Vorteile mit sich: einen hohen Wirkungsgrad von 95%, ohne einen relevanten Memory-Effekt zu generieren.
Verbaute Akkupacks pro Gerät
- Notebooks: meist 4 bis 6 Zellen
- Werkzeuge: 6 bis 8 Zellen oder mehr (je nach Werkzeug)
- Elektrofahrräder: 20 Zellen und mehr
- Elektroautos: mehrere tausend Zellen
Wie lagere ich Lithium-Batterien richtig?
Wenn Lithium-Ionen-Akkus nicht gerade transportiert werden, müssen sie logischerweise irgendwo und irgendwie gelagert werden. Eine Gefährdung von Mensch und Umwelt soll bei der Lagerung von Lithiumbatterien weitestgehend ausgeschlossen werden können. Demzufolge ist eine diesbezügliche und umfassende Gefährdungsbeurteilung zu erstellen. Grundsätzliche sollte man Lithium-Akkus bei einem optimalen Ladezustand zwischen 50% und 80% bei Zimmertemperatur einlagern. Kurz vor Einsatz wird er dann wieder vollständig aufgeladen.
Die verschiedenen Leistungsklassen der Lithiumbatterien erfordern unterschiedliche Vorsichtsmaßnahmen bei der Lagerung:
Geringe Leistung (< 1kg)
- Werden alle Vorgaben des Herstellers und der für die Sicherheitszertifikate zuständigen Stellen eingehalten, gelten keine zusätzlichen dezidierten Sicherheitsvorschriften
- Überschreitet die Lagermenge 7m³ oder 6 Euro-Paletten gelten auch für Lithium-Ionen-Akkus mit geringer Leistung die Empfehlungen für das mittlere Leistungssegment.
Mittlere Leistung (> 1 kg, < 60 V Batteriespannung)
- Die Batterien sind isoliert in feuergesicherten Räumen oder zumindest physisch separierten Bereichen wie Gefahrstoffcontainern zu lagern
- Eine Mischlagerung (die Lagerung mit anderen Produkten) ist nicht erlaubt
- Eine Brandmeldeanlage mit einer Verbindung zu einer permanent besetzten Überwachungszentrale muss den Lagerbereich überwachen
- Sind Feuerlöschanlagen vorhanden, müssen die Angaben in den jeweiligen Sicherheitsdatenblättern bezüglich geeigneter Löschmittel berücksichtigt werden
- Überschreitet die Lagermenge eine Flächendeckung von 60m² und/oder eine Lagerhöhe von 3 Metern gelten grundsätzlich auch schon bei aktueller Nichtexistenz die Empfehlungen für Lithium-Ionen-Akkus hoher Leistung.
Hohe Leistung (ab 60 V Batteriespannung)
→ In Ermangelung von Erkenntnissen bezüglich angemessener Schutzmaßnahmen bei der Lagerung von Hochleistungs-Lithium-Ionen-Akkus müssen Schutzmaßnahmen und Brandschutzkonzepte für den individuellen Einzelfall erarbeitet werden.
Die Faktenlage zur Lagerung ist, wie man sieht, bei weitem nicht vollständig. Es fehlt schlicht noch an Tests und Erfahrungen in diesem Bereich, insbesondere für hohe Leistungsklassen. Der Industrieversicherer FM Global hat 2013 auf diesem Gebiet die ersten Großversuche zu Brandrisiken bei der Massenlagerung von Lithiumbatterien durchgeführt.
Ein erster, wichtiger Schritt für die Einführung standardisierter Lagerungsvorschriften für Lithiumbatterien.
Warum explodieren Lithium-Ionen-Akkus manchmal?
Lithium-Akkus bieten mittels ihrer kompakten Bauweise mit trotzdem hoher gegebener Leistung eine hohe Energiedichte. Daher liegt hier ein Brandrisiko vor, welches bei Akkus anderer Bauweisen nicht der Fall ist. Speziell gefährlich ist hier der Ladevorgang: Besonders bei einer Überladung, beispielsweise aufgrund eines falschen Ladegeräts, kann es im Inneren des Akkus zu Ausfällungen kommen. Diese Strukturen haben oft winzige Spitzen, die die Separatorenschicht durchdringen können. So kommt es zum Kurzschluss, der mit einer starken Hitze-Entwickung einhergeht. Dabei wird der Schmelzpunkt des Lithiums überschritten. Dies führt zu einer exothermen Kettenreaktion oder vereinfacht ausgedrückt: der Akku explodiert. Die heutigen Lithium-Akkus sind bei sachgerechter Handhabung, Lagerung und Verbauung vergleichsweise sicher. Ein verantwortungsvoller und bewusster Umgang sollte aber trotz der Alltäglichkeit unseres Umgangs mit Lithium-Akkus immer gegeben sein. Ein technischer Defekt oder ein zugunsten der Geräteoptik nicht einwandfreier Einbau des Akkus, von Herstellerseite aus, können nie ausgeschlossen werden.
