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Unterweisung: Richtige Handhabung und Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus

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Lithium
Urheber: concept w | Fotolia

Von Rafael de la Roza,

Viele Geräte enthalten Akkumulatoren als Energiequelle, sei es Ihr Smartphone, der Laptop oder ein Flurförderzeug. Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation hat erst im Februar dieses Jahres ein Verbot für Lithium-Ionen-Akkus im Frachtraum von Flugzeugen erlassen.

Grund dafür ist die erhöhte Brand- und Explosionsgefahr der Akkus. Dass dies kein leichtfertig vorgeschobener Grund ist, zeigen diverse Bilder und Berichte im Internet, in denen Personen über ihre abgebrannten Smartphones berichten.

Besonders interessant wird das Thema Lithium-Ionen-Akkus, wenn Sie in Ihrem Betrieb die Akkus zur weiteren Verarbeitung einlagern. Machen Sie sich bereits im Vorfeld umfangreiche Gedanken zu den Lagerbedingungen und den Lagerorten. Dabei kann es eine entscheidende Rolle spielen, wie groß und mit was für einer Leistung die Batterien ausgestattet sind.

Auch Lithium-Ionen-Akkus sind im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung nach der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) zu betrachten. Damit ist auch eine regelmäßige Unterweisung der Beschäftigten unerlässlich, in der Sie über auftretende Gefährdungen sowie die korrekte Lagerung und den korrekten Umgang informieren.

Funktionsweise eines Lithium-Ionen-Akkus

Ein Lithium-Ionen-Akku ist ein chemischer Speicher für elektrische Energie. Dabei ist Lithium in der Regel Bestandteil der negativen und positiven Elektroden und des Elektrolyts. Die negative Elektrode, die beim Entladevorgang Elektronen an den Verbraucher abgibt, setzt Lithium-Ionen frei.

Sie wandern durch das Elektrolyt zur positiven Elektrode, nehmen dort ein Elektron auf und gehen in eine Verbindung über. Beim Ladevorgang läuft dieser Prozess umgekehrt ab. Ursache für das Wandern der Lithium-Ionen ist eine Potenzialdifferenz zwischen beiden Elektroden, die so ausgeglichen wird. Die positive und die negative Elektrode sind dabei durch einen Separator voneinander getrennt, sodass es nur zum Austausch der Ionen kommen kann.

Gefahren durch Lithium-Ionen-Akkus

Grundsätzlich ist bei normaler Verwendung und sachgerechter Handhabung eines modernen Lithium-Ionen-Akkus mit keiner großen Gefahr für den Anwender zu rechnen. Probleme mit solchen Akkus können jedoch durch äußerliche Beschädigungen, technische Defekte oder die falsche Handhabung entstehen.

Eine mechanische Beschädigung, z. B. das Durchbohren mit einem Nagel, kann zu Kurzschlüssen innerhalb der Batterie führen. Die im Inneren erzeugten Ströme führen wiederum zu einer Erwärmung der Batterie. Umgebener Kunststoff etwa kann schmelzen und zu brennen beginnen.

Hinzu kommt, dass das enthaltene Elektrolyt in vielen Fällen brennbar ist, da es Lösemittel enthalten und damit zur weiteren Brandausbreitung führen kann. Gleichzeitig sind einige Elektrolyte ätzend, sodass sie bei Hautkontakt Hautreizungen und -verletzungen verursachen können. Auch das Eindringen von Wasser durch eine mechanisch beschädigte Außenhaut kann zu starken exothermen Reaktionen und damit zu einem Brand führen.

Aufgrund thermischer Einwirkung von außen, z. B. ein Feuer oder eine Heizung, kann der Separator beschädigt werden, der die Elektroden voneinander trennt. Die Folge ist ein innerer Kurzschluss mit spontaner Freisetzung der Energie. Auch dadurch können sich Akkus erwärmen oder gar entflammen. Abhilfe gegen diesen Vorgang können etwa spezielle Akkus mit Keramikseparator oder andere chemische Zusammensetzungen in der Zelle schaffen.

Abgesehen von thermischen oder mechanischen Einwirkungen, kann auch ein Kurzschluss, d. h. das direkte Verbinden von Plus- und Minuspol mit einem nahezu widerstandslosen Material, zu einer Beschädigung des Akkus und ggf. zu einem Brand führen.

10 Punkte zum sicheren Umgang mit Lithium-Akkus

Die Schutzmaßnahmen für Ihre Beschäftigten beginnen bereits bei der Annahme der Lithium-Ionen-Akkus vom Lieferanten. Ist bereits hier eine signifikante Beschädigung der Umverpackung festzustellen, z. B. aufgrund eines Sturzes vom Lkw oder durch Anfahren mit einem Fahrzeug, ist von der Warenannahme abzusehen.

So können Sie bereits im Vorfeld verhindern, dass eine gefährliche Situation aufgrund beschädigter Akkus in Ihrem Betrieb entsteht. Damit Ihre Mitarbeiter eine Beschädigung leichter beurteilen können, sollten Sie den Beschädigungsgrad einer Umverpackung, der zur Annahmeverweigerung führt, klar beschreiben und kommunizieren.

Weiterhin sind die folgenden Punkte beim Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus zu beachten:

1. Schutz vor Kurzschluss. Es genügt die Berührung beider Pole mit einem leitfähigen Material, und schon entsteht ein Kurzschluss. Um einen solchen zu verhindern, dürfen der Transport und die Lagerung der Akkus nur mit entsprechendem Schutz der Pole, etwa durch Polkappen, vonstattengehen.

2. Schutz vor mechanischen Belastungen. Damit weder die Außenhaut des Akkus noch Komponenten im Inneren beschädigt werden, darf der Akku weder Stößen, Vibrationen noch Stürzen ausgesetzt sein. Sollte es doch einmal zu einem entsprechenden Vorfall kommen, muss der Akku untersucht und ggf. entsorgt werden.

3. Austritt von Flüssigkeiten und Dämpfen. Bei beschädigten Akkus kann es sowohl zum Austreten ätzender Flüssigkeiten als auch gesundheitsschädlicher Dämpfe infolge der chemischen Reaktion und thermischen Zersetzung kommen. Bei der Beseitigung ist daher ein geeigneter Haut- und Augenschutz erforderlich. Weiterhin ist für eine ausreichende Belüftung zu sorgen. Je nach Akku und Angaben im Sicherheitsdatenblatt ist Atemschutz notwendig.

4. Ergreifen von Löschmaßnahmen. Besonders gefährlich kann es werden, wenn die Akkus brennen. Aufgrund der Lithium-Komponente handelt es sich nicht um einen herkömmlichen Feststoff- oder Flüssigkeitsbrand. Der Einsatz eines Wasserlöschers kann den Brand explosionsartig vergrößern! Ihre Mitarbeiter benötigen spezielle Metallbrandlöscher oder Sand. Eine theoretische und praktische Schulung im Brandschutz ist dabei unerlässlich.

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5. Hohe Temperaturen. Wie oben beschrieben, können hohe Temperaturen den Akku beschädigen. Ihre Mitarbeiter müssen daher unbedingt darauf achten, dass die Akkus auch nicht kurzfristig in der Nähe von wärmeemittierenden Objekten und Oberflächen abgestellt werden. Damit entfallen z. B. auch Serverräume für die Lagerung von Akkus aufgrund der hohen Wärmeentwicklung der Server.

6. Lagerung der Akkus. Aufgrund der erhöhten Brandgefahr durch Lithium-Ionen-Akkus werden diese idealerweise in einem eigenen Lagerraum aufbewahrt. Eine Mischlagerung z. B. mit Chemikalien oder anderen Produkten ist grundsätzlich verboten. In einem Umkreis von 2,5 m dürfen keine brennbaren Materialien gelagert werden. Bei der Auswahl des Lagerplatzes ist auf eine ausreichende Belüftung zu achten.

7. Laden des Akkus. Das Laden des Akkus, speziell größerer Modelle, darf nur in dafür vorgesehenen Bereichen erfolgen, die den Schutz- abstand von 2,5 m einhalten. Zum Laden dürfen nur vom Hersteller zugelassene Ladegeräte verwendet werden.

8. Regelmäßige Prüfung der Akkus. Um Schäden frühzeitig zu erkennen, müssen die Akkus in regelmäßigen Abständen auf mögliche Beschädigungen kontrolliert werden. Auch bei Anzeichen einer Rauch-, erhöhter Wärme-, Geruch- oder Geräuschentwicklung ist höchste Vorsicht geboten. Der Akku muss umgehend ausgetauscht werden.

9. Entsorgung der Akkus. Wie ist die Entsorgung von Akkumulatoren in Ihrem Betrieb geregelt? Bringen Sie auch diese Hinweise in die Unterweisung ein, damit es nicht zu Unfällen oder Schäden aufgrund einer falschen Entsorgung kommt. Beachten Sie hier unbedingt die Herstellerangaben.

10. Erste Hilfe. Bei Unfällen mit Akkumulatoren ist besonders der Eigenschutz zu beachten. Je nach Größe und Ausführung des Akkus können gefährliche Ströme fließen. Hier ist zunächst, sofern gefahrlos möglich, der Stromkreis zu unterbrechen. Bei Augen- oder Hautkontakt mit dem Elektrolyt ist die betroffene Partie sofort mit viel Wasser zu spülen und ein Arzt hinzuzuziehen.

Sicherer Umgang mit konventionellen Fahrzeugbatterien

Die BG-Information 5017 zu „Ladeeinrichtung für Fahrzeugbatterien“ Fahrzeugbatterien enthalten Blei, Bleioxid und Bleisulfat, die Elektroden Schwefelsäure, die bei Berührung zu starken Verätzungen etwa der Haut führen kann. Außerdem werden beim Laden Sauerstoff und Wasserstoff freigesetzt, die detonationsfähiges Knallgas bilden können. Entsteht ein elektrischer Funke oder wird offenes Licht genutzt, droht eine Explosion.

Grundsätzlich können schon geringe Luftströmungen, etwa durch Luftzug oder Bewegungen einer Person, ausreichen, um die Vermischung des Knallgases mit der Luft zu beschleunigen.

Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung muss ermittelt werden, welche Lüftungsform erforderlich ist, um einer Explosion vorzubeugen.

Werden etwa in einer Werkstatt nur gelegentlich Batterien aufgeladen, reicht eine natürliche Belüftung oft aus, wenn Türen oder Fenster offen stehen. Ansonsten müssen Sie eine technische Lüftung installieren. Wichtig: Rechnen Sie auch nach Abschalten des Ladestroms noch mindestens eine Stunde lang mit Gasbildung. Die Lüftung muss unbedingt ausreichend lange eingeschaltet bleiben! Achten Sie zusätzlich auf eine kühle, frostfreie und trockene Atmosphäre, und vermeiden Sie eine direkte Sonneneinstrahlung, extreme Temperaturunterschiede und Erschütterungen.

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