Löschanlagen für Lithium-Ionen-Batterien
Wetrax ist ein Unternehmen das
VdS zertifizierte
TÜV zertifizierte
Brandmelde- und Löschanlagen
für
Lithium-Ionen-Batterien
projektiert, installiert und wartet.
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Unser Löschmittel Aerosol eignet sich optimal um Lithium-Ionen Batterien zu sichern. In vielen neuartigen Anwendungsbereichen setzen unsere Löschanlagen bereits den Standard. Ob es um die Produktion, die Lagerung oder den Transport geht, Wetrax bietet effektive Lösungen für den vorbeugenden Brandschutz.
Anwendungsmöglichkeiten:
- Energiespeicher
- Lagerräume und Lagercontainer
- Lagerboxen
- Transportlösungen
- Produktionsanlagen
RockEX ist ein vollautomatisches Löschsystem welches sich problemlos in Motorräume von PKWs einbauen lässt. Das integrierte Aktivierungskabel löst den Löschvorgang bei Kontakt mit offener Flamme aus. Dadurch wird der Brand innerhalb von Sekunden sicher und zuverlässig gelöscht.
Um die Wirksamkeit unseres Löschmittels bei Bränden von Lithium-Batterien zu untersuchen, haben wir eine Reihe von Brandtests beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, kurz ZSW durchführen lassen. Die Ergebnisse der Löschversuche beim ZSW haben im Wesentlichen unsere Erfahrungen bestätigt.
Lithium-Ionen Batterien sind heute in allen Lebensbereichen anzutreffen. Aufgrund ihrer vielen positiven Eigenschaften werden sie sowohl in elektrischen Kleingeräten, Fahrzeugen bis hin zu Energiespeichern mit mehreren Megawatt Leistung eingesetzt. Durch den fortschreitenden Ausbau der Erzeugung erneuerbarer Energien und des damit einhergehenden Dezentralisierungsbedarfs dieser Energieträger, werden Energiespeicher und Lithium-Ionen-Akkus sich weiter stark verbreiten.
Aber auch in privaten Haushalten und vielen Bereichen der verarbeitenden Industrie ist eine Zunahme der Verbreitung dieser Technik nicht aufzuhalten. Im Privatbereich sei alleine an die Verbreitung von Akkus in Werkzeugen, Handys, Heimenergiespeichern, Laptops, Saugroboter, Powerbanks, Tablets, Lautsprechern, Modelflug, RC-Cars, etc. gedacht.
Im Inneren von Lithium-Ionen Zellen kann schon bei leichten Beschädigungen in Folge des Thermal Runaway so viel Energie freigesetzt werden, dass die Zündtemperatur des Elektrolyt erreicht wird. Dabei bilden sich hochentzündliche Gase, die folgende Zersetzung des Elektrolyten setzt zusätzlich Energie frei. An der Kathode wird zusätzlich Sauerstoff freigesetzt welcher die exotherme Reaktion weiter verstärkt.
Die hierbei entstehenden Gase entweichen dann über Sollbruchstellen oder Ventile um eine Explosion zu verhindern. Entzünden sich diese Gase, wird der Thermal Runaway sogar beschleunigt und der Brand kann sich sehr stark und rasch ausbreiten, auf weitere Zellen oder andere brennbare Stoffe übergreifen und außer Kontrolle geraten Die Brandlast besteht vor allem aus dem Elektrolyt und den entstehenden Gasen. Es handelt sich nicht um einen Metallbrand.
Eine andere Nebenwirkung ist weitaus schlimmer: Das im Elektrolyt befindliche Leitsalz Lithium-Hexafluorophosphat (LiPF6) zersetzt sich ab 107 °C zu Phosphorpentafluorid (PF5) und Lithiumfluorid. Beide sind äußerst giftig. Bei Kontakt mit Wasser bilden sich hieraus hochtoxischer Fluorwasserstoff (HF) und Phosphorsäure (H3PO4) – ebenfalls gefährlich. Kommen metallisches Lithium oder gerade entstandenes Lithiumoxid und Wasser zusammen, entstehen unter heftiger Reaktion Lithiumhydroxid (LiOH), eine stark ätzende Lauge, die in der näheren Umgebung alles Mögliche angreift, und Wasserstoff, der sich mit der Umgebungsluft zu Knallgas vermischen kann.
• Produktionsfehler
• Mechanische Beschädigung
• Überhitzung
• Falsche oder fehlerhafte Ladegeräte
• Überladung
• Tiefenentladung
• Alterung, Bildung von Dendriten
Die Brandgefahr steigt, wenn ein Lithium-Ionen- Akku beschädigt wird. Fällt ein Smartphone etwa auf den Boden, sollte man das Gerät genauer unter die Lupe nehmen: Hat es eine Delle? Oder bläht sich die Batterie auf? Auch ein schneller Temperaturanstieg des Gerätes beim Laden oder ein plötzlich leer werdender Akku sind Anzeichen für eine Beschädigung.
Defekte Akkus müssen ausgetauscht werden, sie sollten auf keinen Fall weiterverwendet werden. Von verformten, schon ausgasenden und rauchenden Lithium-Batterien geht eine akute Brandgefahr aus. In diesem Fall sollte der Akku in einen Behälter mit viel Wasser gelegt werden, um abzukühlen. Doch es gilt äußerste Vorsicht: Die austretenden Gase sind giftig und können beim Einatmen gesundheitsschädlich sein. Treten bei einer großen Lithium-Batterie Gase aus, etwa bei einem E-Bike- Akku, muss die Feuerwehr alarmiert werden.
Eine weitere Brandursache können thermische Belastungen sein, etwa wenn der Akku bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen gelagert oder geladen wird. Dabei verträgt jeder Akkutyp bei der Lagerung eine andere Temperatur. So empfiehlt Apple beispielsweise für seine iPhones eine Umgebungstemperatur zwischen null und 35 Grad. Die Lagertemperatur soll zwischen 20 und 45 Grad liegen. Das iPhone kann bei Betrieb oder Lagerung außerhalb dieser Temperatur beschädigt werden oder die Batterielaufzeit kann sich verkürzen.
Eine weitere Ursache für Brände stellt die sogenannte Tiefenentladung dar. Unter einer Tiefentladung versteht man die vollständige Entladung der Batterie. Durch eine solche Entladung kann es zu Zellschäden kommen und damit auch zur Selbstentzündung.
Zu einer kompletten Entladung der Batterie kommt es, wenn man Geräte, wie etwa den Rasenmäher weiter benutzt, obwohl der Akku bereits am Minimum ist. In vielen Geräten ist allerdings die Elektronik so programmiert, dass eine Tiefenentladung nicht möglich ist. Das Gerät kann in dieser Situation nicht weiter benutzt werden.
Zusammengefasst gibt es also drei Umstände die den Brandschutz von Lithium- Ionen-Batterien so schwierig gestalten:
1. Beschädigungen am Akku können unentdeckt bleiben und erst mit einiger Verzögerung zu einem Brand führen.
2. Ist der Thermal Runaway erst einmal ausgelöst kann sich extrem schnell ein großer Brand entwickeln.
3. Durch die Gasflammen aber auch durch die bloße Hitze kann ein solcher Brand sehr schnell auf in der Nähe gelagerte Batterien übergreifen. Auch dann noch, wenn die erste Batterie bereits gelöscht ist. Wiederentzündungen sind auch nach längerer Zeit möglich.
1. Frühstmögliche Branderkennung
Rauchansaugsysteme erkennen ausgasende Dämpfe frühzeitig. Für die Ansteuerung von Feuerlöschanlagen ist das unabhängige Detektieren von zwei automatischen Brandmeldern erforderlich. Anschließend wird nach entsprechender Vorwarn- und Evakuierungszeit der Löschbereich mit dem Löschmittel geflutet. Über die automatische Löschsteuerzentrale werden sämtliche weiteren Steuerungsfunktionen ausgelöst.
2. Möglichst schneller Löscherfolg
Feuerlöschanlagen auf Basis von Aerosolen können in Sekundenschnelle reagieren und benötigen zur vollen Entfaltung ihres Löschpotential lediglich 10-30 Sekunden. Diese kompakten Löschgeräte können direkt an oder innerhalb der zu schützenden Objekte angebracht werden und somit etwaige Brände schon in der Entstehung bekämpfen und eine Ausbreitung verhindern.
3. Eine lange Haltezeit des Löschmittels
Die Haltedauer des Löschmittels liegt in geschlossenen Räumen bei mindestens 30 Minuten. In dieser Zeit hat das Aerosol das unverändert hohe Löschpotential wie direkt nach der Auslösung. Aerosol verteilt sich optimal in dem zu schützenden Objekt, dies ist gerade bei schwer zugänglichen Objekten und großen Lagerstätten extrem wichtig um Sekundärbrände zu verhindern. Mit dieser langen Haltezeit ist es der Feuerwehr nicht nur möglich zu reagieren, sondern auch weitere, später auftretende Thermal Runaways zu verhindern.
Aerosol-Löschanlagen von Wetrax bekämpfen Brände von Lithium-Ionen Batterien ohne gefährliche Kreuzreaktionen.
