Wann explodiert ein Akku?

Neben den zahlreichen Vorteilen kann ein Lithium-Ionen-Akku auch zur echten Gefahr werden, insbesondere wenn der Akku zu brennen beginnt oder, noch wesentlich schlimmer, wenn es zur Explosion eines Akkus kommt. Aber wann explodiert ein Akku und wie kann man das verhindern? Die Ursachen und entsprechende Präventionsmaßnahmen werden im Folgenden erläutert. Dabei werden vor allen Dingen die folgenden Punkte behandelt:

• Was ist die Ursache für einen explodierenden Akku?
• Wie vermeidet man die Explosion eines Akkus?

Was ist die Ursache für einen explodierenden Akku?

Ein hochwertiger und intakter Akkus explodiert nicht einfach, sondern für dieses Szenario kommen in der Regel mehrere Faktoren zusammen, die im schlimmsten Fall zu einer Explosion führen können (aber auch nicht zwingend führen müssen). Typischerweise explodiert ein Akku, der nach einem Defekt oder mechanischen Schaden weiter verwendet und (falsch) geladen wird. 

Beschädigung des Akkus - genauer der Separatorschicht - ist der Anfang des Problems

Zu ernsthaften Probleme mit einem Akku kommt es normalerweise, wenn die Separatorschicht innerhalb des Akkus beschädigt wird. Ein Li-Ionen-Akku ist so aufgebaut, dass die Kathoden- und Anodenschichten durch eine extrem dünne Schicht, der sogenannten Separatorschicht, voneinander getrennt. Schäden an dieser inneren Schicht zu Kurzschlüssen und damit unkontrollierten Energieentladungen führen kann. Die Ursachen können vielfältig sein: Physische Krafteinwirkung durch Stöße, Stürze etc., können diese Schicht beschädigen (was gerade bei E-Bike-Akkus zu Explosionen führen kann), aber auch Verarbeitungsfehler, minderwertige Materialqualität usw. sind möglich Ursachen für so einen Schaden.

Kettenreaktion der Zellen (Thermal Runway) führt zur Explosion

Bei so einem Schaden an der Separatorschicht und dem anschließenden Kurzschluss kann in kurzer Zeit sehr Energie freigesetzt werden, was wiederum eine extrem starke Hitzeentwicklung zur Folge hat. Die im Lithium-Ionen-Akku enthaltenen Elektrolyte werden in Brand gesetzt und ein Brand entsteht. Dies kann dann eine unkontrollierte Kettenreaktion in Gang setzen, den sogenannten „Thermal Runway“: Die Zersetzung des Elektrolyten setzt weitere Energie frei und zudem wird intern an der Kathode Sauerstoff freigesetzt, der die exotherme Reaktion innerhalb kürzester Zeit verstärkt. Damit entsteht ein sich selbst verstärkender Kreislauf, der den Akku explodieren lässt und das normale Löschen von Akkus ist dann nicht mehr möglich.

Der Akku muss nicht direkt nach dem nach Schaden explodieren

Das Tückische an diesem Effekt: Es muss keinen direkten zeitlichen Zusammenhang zwischen der Beschädigung der Separatorschicht und der Explosion geben, d.h. häufig wird die Separatorschicht beschädigt, aber die Explosion erfolgt erst (wesentlich) später. So kann sich nach und nach ein Problem aufbauen, das dann letztendlich zum explodierenden Akku führt.

Prävention ist besonders wichtig

Ein explodierender Akku ist die größte Gefahr, die von diesem Energieträger ausgeht. Während ein Akku-Brand noch gelöscht und damit Schaden für die Umwelt minimiert werden kann, bedeutet eine Explosion immer ein extrem großes Risiko – für Sachwerte, aber im schlimmsten Fall auch für die eigene Gesundheit. Umso wichtiger sind Präventionsmaßnahmen, um es gar nicht zur Explosion eines Akkus kommen zu lassen.

Wie vermeidet man die Explosion eines Akkus?

Die gute Nachricht vorweg: Ein explodierender Lithium-Ionen-Akku ist zum Glück extrem selten. Wenn man einige Dinge bei der Verwendung und Lagerung beachtet, kann man das Risiko weiter minimieren, die im Folgenden erläutert werden.

1. Das richtige Laden eines Lithium-Ionen-Akkus
2. Die korrekte Lagerung von Akkus
3. Niemals defekte / beschädigte Akkus laden / nutzen.

Das richtige Laden eines Lithium-Ionen-Akkus

Beim Laden eines Akkus erhöht sich zugleich immer die Temperatur in den einzelnen Akkuzellen, so dass dieser Zeitraum immer mit einer potenziellen Risikoerhöhung einhergeht. Bei intakten Akkus ist diese Temperaturerhöhung aber vollkommen unproblematisch und insbesondere mittlere und große Akkus haben zudem immer integrierte Lademanagementsysteme, die die Temperatur regeln und bei zu starker Abweichung von Soll-Werten das Laden unterbrechen oder anpassen.

Nur vom Hersteller zugelassene Ladegeräte verwenden

Bei unsachgemäßer Ladung allerdings, bspw. dem Schnellladen von Akkus, die dafür nicht geeignet sind oder der Nutzung von Ladegeräten, die nicht für die jeweiligen Akkus zugelassen sind, kann es beim Laden zur Gefahrenentwicklung kommen. Die Folge kann dann eine starke Erwärmung der Akkus und die Konsequenzen können ein Brand oder ein explodierender Akku sein. Umso wichtiger ist es, auch äußerlich unbeschädigte Akkus immer nur in geschützter Umgebung, wie bspw. dafür geeigneten Akkutaschen, zu laden. 

Die korrekte Lagerung von Akkus

Aufgrund der möglichen Gefahren, die vornehmlich von defekten Akkus ausgehen, ist eine sichere und korrekte Lagerung der Akkus über das ganze Jahr hinweg von besonders Bedeutung. Dafür gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, bspw. in geeigneten feuerfesten Akku-Taschen, aber ebenso in Akku-Boxen bis hin zu Sicherheitsschränken für Akkus, die in der Regel Brandschutzklassen haben und so einen guten Schutz für die Umgebung bei einem Akku-Brand bzw. sogar einer Akku-Explosion bieten.

Niemals defekte / beschädigte Akkus verwenden oder laden

Wie oben bereits erläutert, sind mechanische Defekte in vielen Fällen die Ursache für die Explosion eines Lithium-Ionen-Akkus. Daher ist eine der wichtigsten Präventionsmaßnahmen, dass man niemals defekte, verformte oder anderweitig beeinträchtigte Akkus verwenden oder aufladen sollte, weil das Risiko der Explosion stark ansteigt.
Generell gilt hier aber: Intakte Lithium-Batterien, die mit den richtigen Geräten und sachgemäß geladen werden, bergen keine erhöhte Gefahr. Allerdings erkennt man nicht immer von außen, ob eine Lithium-Batterie vollkommen intakt ist. Entsprechend wird empfohlen, Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Batterien immer in entsprechend gesicherten Umgebungen zu laden.