Entscheidend für die Betriebssicherheit der Lithium-Speicher ist die Zellchemie. Denn Lithium oder Lithium-Ionen-Akku ist nur ein Oberbegriff, unter dem sich verschiedene Zusammensetzungen und Bauformen der Zellen sammeln. In der genauen Bezeichnung wird dann erst spezifiziert, welche Elektroden-Materialien und Elektrolyte enthalten sind.
Bei Elektroautos und E-Bikes sind NMC-Akkus sehr verbreitet. Die Abkürzung steht für Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid. Als Verbraucherakkus an Bord kommen Lithium-Eisenphosphat-Akkus, kurz LiFePO-Akkus, infrage.
Auswirkungen auf Energiedichte und Betriebssicherheit
Die Unterschiede in den eingesetzten Materialien wirken sich auf die Energiedichte und eben auch die Betriebssicherheit aus. Bei den auch von Tesla eingesetzten NMC-Zellen bildet sich im Brandfall freier Sauerstoff, daher brennen diese Systeme sogar unter Wasser weiter und lassen sich im Grund nur durch extremes Kühlen löschen.
Lithium-Eisenphosphat-Akkus gelten dagegen als thermisch sicher, bestätigt auch Holger Flint vom Versicherer Pantaenius. Neben dem Fehlen des freien Sauerstoffs unterscheiden sich die Batterietypen in der sogenannten Runaway-Temperatur. Sie gibt an, bei welcher Gradzahl sich der Stromspeicher durch Löschen oder Abtrennen vom Stromnetz kaum mehr abkühlen lässt, da er intern so beschädigt wird, dass sich die Zellen sozusagen selbst immer weiter einheizen, bis alles reaktionsfähige Material aufgebraucht ist. Bei NMC ist das bereits ab 160 bis 180 Grad der Fall, während LiFePO4-Akkus erst oberhalb von 250 Grad außer Kontrolle geraten.
Tatsächlich geht die größte Feuergefahr beim Einsatz von Lithium-Eisen-Akkus von der Peripherie, sprich der Ladetechnik, den Kabeln und Verbindungen, aus. Die Energiespeicher nehmen beim Laden wesentlich höhere Ströme auf und geben sie auch klaglos wieder ab. Knapp kalkulierte Kabelquerschnitte, korrodierte Verbindungen und fehlende Sicherungen einer alten Elektroinstallation stellen damit ein erhöhtes Brandrisiko dar. Diese Punkte lassen sich aber leicht im Vorfeld prüfen und korrigieren.
Weitere Artikel zum Thema:
Verantwortliche Faktoren für ein Außer-Kontrolle-Geraten des Akkus
Für das Außer-Kontrolle-Geraten des Akkus selbst kommt nur eine Überladung durch ein fehlerhaftes oder ungeeignetes Ladegerät infrage. Zusätzlich muss das obligatorische Batterie-Management-System versagen, denn es sollte den Stromfluss stoppen, sobald eine Zelle die Ladeschlussspannung überschreitet oder die Temperatur des Akkus zu hoch wird. Dieser Eigenschutz, den kein Blei-Akku bietet, ersetzt aber weder separate Sicherungen noch eine angepasste Verkabelung.
