Thermisches Durchgehen: was ist das?
Ein Lithium-Akku speichert viel Energie in sehr kleinem Volumen: genau das macht ihn praktisch und potenziell gefährlich. Das thermische Durchgehen (thermal runaway) ist der Name des Katastrophenszenarios: eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion, die all diese Energie schlagartig als Wärme und Feuer freisetzt.
Der Mechanismus ist ein Teufelskreis. Eine Zelle, die eine kritische Temperatur erreicht, sieht ihren Elektrolyten und ihre Materialien zu zerfallen beginnen. Dieser Zerfall gibt Wärme ab, die die Temperatur weiter steigert, was den Zerfall beschleunigt, und so weiter. Einmal in Gang, hält die Reaktion von selbst nicht mehr an.
Die gute Nachricht: dieses Szenario bleibt selten. Markenakkus, gut konstruiert und gut genutzt, gehen fast nie durch. Man muss nur verstehen, was die Lunte entzünden kann.
Was löst es aus?
Vier große Ursachenfamilien können den Teufelskreis starten.
Ein interner Fehler. Eine Verunreinigung oder ein Fertigungsfehler kann im Inneren der Zelle einen Mikro-Kurzschluss erzeugen. Das ist das heimtückischste Szenario, von außen unsichtbar, und Ursache mehrerer großer Produktrückrufe in der Vergangenheit.
Ein physischer Schaden. Ein durchstochener, gequetschter oder heftig gefallener Akku kann seine inneren Schichten in Kontakt bringen und kurzschließen. Deshalb ist ein bei einem Stoß beschädigter Akku eines E-Scooters oder E-Bikes genau zu beobachten.
Eine Überladung oder falsches Laden. Über die vorgesehene Spannung hinaus zu laden, mit einem ungeeigneten oder gefälschten Ladegerät, treibt die Zelle über ihre Grenzen. Das ist ein häufiger Auslöser bei minderwertiger Ausrüstung.
Übermäßige Hitze. Ein in der prallen Sonne, nahe einer Wärmequelle oder in einem überhitzten Innenraum gelassener Akku kann die kritische Schwelle ohne jede andere Ursache erreichen. Hitze ist zugleich Auslöser und Beschleuniger.
Warum es so schwer zu löschen ist
Ein Lithium-Akku-Brand ist kein gewöhnlicher Brand. Einmal gestartet, produziert die Zelle ihre eigene Wärme und setzt brennbare Gase frei: sie versorgt sich teilweise selbst, was sie besonders hartnäckig macht.
Schlimmer noch, ein Brand dieser Art kann sich mehrmals wieder entzünden, selbst nachdem er gelöscht schien, solange die innere Wärme nicht vollständig abgeleitet ist. Und in einem Mehrzellen-Akku kann das Durchgehen einer Zelle sich Schritt für Schritt auf die Nachbarn ausbreiten: der Dominoeffekt.
Genau aus diesem Grund sind Lithium-Akkus im Transport so streng geregelt. Unser Ratgeber zu Powerbanks im Flugzeug erläutert, warum sie stets in der Kabine reisen, nie im Frachtraum: dort kann ein beginnender Vorfall sofort erkannt und beherrscht werden.
Wie Hersteller sich davor schützen
Angesichts dieses Risikos hat die Industrie die Schutzmaßnahmen vervielfacht. Ein hochwertiger Akku ist ebenso ein Sicherheitssystem wie ein Energiespeicher.
Das BMS (Battery Management System) ist das Gehirn, das ständig Spannung, Strom und Temperatur überwacht und das Laden oder Entladen bei einer Anomalie unterbricht. Es ist die erste Verteidigungslinie. Im Inneren der Zellen isoliert ein spezieller Separator die Elektroden und kann sich bei Überhitzung schließen, um die Reaktion zu stoppen.
Das ist auch der ganze Sinn der Festelektrolyt-Akkus, die wir in unserem Artikel zur Solid-State-Technologie behandeln: indem sie den brennbaren flüssigen Elektrolyten entfernen, versprechen sie, dieses Risiko drastisch zu senken.
Die richtigen Handgriffe, um es zu vermeiden
Die große Mehrheit schwerer Vorfälle betrifft minderwertige, gefälschte oder beschädigte Ausrüstung. Ein paar einfache Regeln senken das Risiko auf nahezu null.
- Kaufen Sie anerkannte Marken und meiden Sie Fälschungen und Preise, die zu schön sind, um wahr zu sein, besonders bei Akkus und Ladegeräten.
- Verwenden Sie das richtige Ladegerät, das des Herstellers oder ein zertifiziert kompatibles Modell. Ein Ladegerät schlechter Qualität ist ein klassischer Auslöser.
- Meiden Sie Hitze: kein Laden in der prallen Sonne, unter einem Kissen oder in einem überhitzten Auto.
- Durchstechen, quetschen und zerlegen Sie niemals einen Akku. Nach einem heftigen Stoß behalten Sie ihn im Auge.
- Laden Sie große Geräte unter Aufsicht (E-Scooter, E-Bike), möglichst nicht nachts und nicht auf einem Fluchtweg.
Diese Reflexe gelten für alle Ihre Powerbanks ebenso wie für Ihre Alltagsgeräte.
Warnzeichen und was bei einem Problem zu tun ist
Ein Akku, dem es schlecht geht, sendet oft Signale vor dem Unfall. Lernen Sie, sie zu erkennen.
Das Aufblähen ist das aussagekräftigste Zeichen: ein Akku oder Gerät, das aufbläht, dessen Gehäuse sich verformt oder dessen Bildschirm sich hebt, muss sofort außer Betrieb genommen werden. Hinzu kommen abnormale Wärme im Ruhezustand, ein süßlicher chemischer Geruch, ein Zischen oder ein Austreten.
Bei einem aufgeblähten Akku: nicht durchstechen, nicht mehr laden und an einem sicheren Ort ablegen, fern von allem, was brennen kann, bis Sie ihn ordnungsgemäß recyceln lassen können. Bei einem Brand kühlt man einen Akku-Brand mit großen Mengen Wasser, aber Ihre Sicherheit bleibt die absolute Priorität: entfernen Sie sich und alarmieren Sie die Rettungskräfte.
Schließlich ist ein Akku am Ende seiner Lebensdauer kein gewöhnlicher Abfall: er gehört zur sicheren Wiederverwertung an eine Sammelstelle. Vom ersten bis zum letzten Tag gut behandelt, bleibt ein Lithium-Akku ein zuverlässiger Begleiter, dessen thermisches Durchgehen nur das extreme und vermeidbare Risiko ist.
