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Lithium-Ionen-Akkumulatoren - ein Brandrisiko? - REACH
Lithium-Ionen-Akkumulatoren – ein Brandrisiko? GDV-Brandversuche mit Lithium-Ionen-Batterien Marco van Lier Referent Schadenverhütung Sachversicherung Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. GDV-Projekt Brandschutz Lithium-Ionen Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Ionen-Akkumulatoren • Aufladbare Batterien mit „Lithium-Ionen-Technik“ boomen: • Unterhaltungselektronik • Powertools, Gartengeräte, Elektrofahrräder • Elektroautomobile • ... Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. 18650 Examples of 18650 cylindrical cells (these are the most common consumer electronics lithium-ion cell form factor). An example of a battery pack that contains multiple cells (in red shrink-wrap) and a pack protection printed circuit board (PCB) (green). NFPA: Lithium-Ion Batteries Hazard and Use Assessment, Final Report © July 2011 Fire Protection Research Foundation Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. NFPA: Lithium-Ion Batteries Hazard and Use Assessment, Final Report © July 2011 Fire Protection Research Foundation Neue Brandlasten Soft-pouch cells placed in molded tray and ready for transport. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien - Schadenbeispiele Lithium-Ionen-Akkumulatoren enthalten Energie und i.d.R. brennbare Elektrolyte sowie weitere brennbare Bestandteile. Schäden • während des Betriebs • während Ladevorgängen • durch äußere mechanische oder thermische Einwirkungen Thermal runaway der Batterie führt immer zu Schäden; Auswirkungen je nach Zusammensetzung und Konstruktion Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien - Schadenbeispiele • Produktrückrufe • Unterhaltungselektronik • Smartphones • Tablets • Notebooks • Kameras • Powertools • Gartengeräte • Elektrofahrräder (Pedelecs, E-Bikes) • Elektroautomobile • ... Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – ein neues Risiko? Lithium-Batterien werden wie gefährliche Güter behandelt: • • • • in kleine Einheiten verpackt, besonders gehandhabt, separat gelagert und brandschutztechnisch abgetrennt. Sie sind immer gefährliche Güter im Sinne des Transportrechts. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Schadenbeispiele • ... Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – ein neues Risiko? Was den Sachversicherern Gedanken macht ... • Bereitstellung in (gesprinklerten) Produktionsbereichen • Lagerung / Zwischenlagerung Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – ein neues Risiko? Eine Fragestellung für die Sachversicherung: • Ob bei einem Brand von Li-Ion-Batterien • das bestehende Brandschutzkonzept und • eine vorhandene Löschanlage das Szenario beherrschen, ist noch unklar. • Hersteller und Anwender führen zwar Versuche durch, jedoch noch weitestgehend unter Ausschluss der sonstigen Fachwelt. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Die GDV-Projektgruppe „PG Lion“ mit Vertretern der • Versicherer • Elektroindustrie • Automobilindustrie • Löschanlagentechnik hat als erste Hilfestellung für die Lagerung und Bereitstellung von Lithium-Batterien ein Merkblatt zur Schadenverhütung erarbeitet. Das Merkblatt beschreibt typische Gefahren und zeigt nach derzeitigem Kenntnisstand geeignete Maßnahmen zur Schadenverhütung auf. Weitere GDV-Aktivitäten: Brandversuche mit Lithium-Akkus Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ (VdS 3103 2012-06 (01)) Aufbau der 4-seitigen GDV-Publikation 1. 2. 3. 4. 5. Einleitung Lithium-Batterien – ein neues Risiko? Grundlagen Gefahren durch Lithium-Batterien Maßnahmen zur Schadenverhütung Bereitstellung in Produktionsbereichen. Hinweis: Das Merkblatt wird derzeit u.a. mit Beteiligung von Logistikern überarbeitet und erscheint 2015 als überarbeitete Auflage. Die empfohlenen Maßnahmen zur Schadenverhütung bleiben im Wesentlichen unverändert. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: Gefahren durch Lithium-Batterien • Lithium-Batterien bei ordnungsgemäßem Umgang und sachgerechter Handhabung vergleichsweise sicher • Brände können entstehen durch • technische Defekte • fehlerhafter Handhabung und unsachgemäßen Umgang wie z.B. • mechanische Beschädigungen (innere Kurzschlüsse) • thermische Belastung (innere Kurzschlüsse) • Überladung (starke Temperaturerhöhung infolge exothermen Vorgangs) Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.1 Grundsätzliche Maßnahmen zur Schadenverhütung • Batteriepole vor Kurzschluss schützen • Batterien • vor mechanischen Beschädigungen schützen (beschädigte umgehend entsorgen) • vor dauerhaft hohen Temperaturen oder Wärmequellen schützen • separiert lagern (Mischlagerungen unterbinden) • Abstand von mind. 2,5 m zu anderen Lagerungen einhalten • Lagerung räumlich getrennt oder in feuerbeständig abgetrennten Bereichen (z.B. Container, Sicherheitsschränke mit Druckentlastung, Gefahrstoffraum) Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.2 Spezifische Maßnahmen zur Schadenverhütung Gestufte Anforderungen für Handhabung und Lagerung von Lithium-Batterien • geringer Leistung (Knopfzellen, Computer, Multimedia, Kleinelektro) • mittlerer Leistung (Fahrräder, Gartengeräte, diverse Kleinfahrzeuge ) • hoher Leistung (ab 60 V; Elektromobilität, netzunabhängige Großgeräte) Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.2 Spezifische Sicherheitsregeln (je nach Batteriekategorie) Lithium-Batterien geringer Leistung keine speziellen Sicherheitsvorschriften, sofern alle Vorgaben des Herstellers bzw. der zertifizierenden Stellen eingehalten werden. • Es dürfen nur Zellen und Batterien gelagert werden, für die der Nachweis der Prüfung nach UN 38.3 vorliegt (u.a. Prüfung von Vibration, Schock, Schlag, externer Kurzschluss, Überladung) Bei größeren zusammenhängenden Lagermengen - Volumina über 7 m³ oder mehr als 6 Euro-Paletten gelten die Hinweise für Lithium-Batterien mittlerer Leistung. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.2 Spezifische Sicherheitsregeln (je nach Batteriekategorie) Lithium-Batterien mittlerer Leistung • Brandschutztechnisch getrennt lagern • Keine Mischlagerungen mit anderen Produkten • Lagerbereich durch Brandmeldeanlage mit Aufschaltung überwachen • Bei Feuerlöschanlagen Löschmittelhinweise in Sicherheitsdatenblättern beachten Bei größeren Lagermengen (in Anlehnung zum Umgang mit Aerosolen belegte Fläche > 60 m² und / oder Lagerhöhen > 3 m) gelten die Hinweise für Lithium-Batterien hoher Leistung. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.2 Spezifische Sicherheitsregeln (je nach Batteriekategorie) Lithium-Batterien hoher Leistung • Bisher noch keine gesicherten Kenntnisse hinsichtlich adäquater Schutzmaßnahmen • Schutzmaßnahmen in Absprache mit dem Sachversicherer für den Einzelfall regeln Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.2 Spezifische Sicherheitsregeln (je nach Batteriekategorie) Lithium-Batterien hoher Leistung Denkbare Maßnahmen hierbei sind z.B.: • Separierung und Mengenbegrenzung • Lagerung brandschutztechnisch getrennt • Löschanlage installieren Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. „Lithium-Batterien - Merkblatt zur Schadenverhütung“ – Aussagen: 4.3. Bereitstellung in Produktionsbereichen Sofern Lithium-Batterien an Produktionsplätzen bereitgestellt werden müssen: • • • • Begrenzung auf das notwendige Minimum („Tagesbedarf“) Lagerort von Lagerungen jeglicher Art frei halten feuerbeständige Lagerschränke oder Container verwenden geeignete Feuerlöscher im Nahbereich Sind in den betroffenen Bereichen Löschanlagen vorhanden, sind die Vorgaben der jeweiligen Sicherheitsdatenblätter in Bezug auf geeignete Löschmittel zu berücksichtigen. Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus Januar - März 2014 Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus Übersicht IdF LSA Brandhalle mit Deckeneinbau Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus Block- und Regallager • • Blocklagerversuche mit deckenmontierter Sprinkleranlage Regallagerversuche mit Regalsprinklerung Es werden nur Lagersituationen untersucht, in denen auch Paletten mit Akkus eingelagert werden. Eine reine Lagerung oder Produktion wird nicht erfasst . Ziel der Untersuchung: Mit Sprinkleranlage beherrschbar? Überprüfung von Auslegungskriterien von Sprinkleranlagen bei Lagerung von Li-Ionen Batterien Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus Akkus mit BAM-zugelassener Umverpackung (Karton) Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus 18650-Zellen aus dem Pedelec-Bereich • in Aluminiumhülle in üblichen Transport-Kartons • ohne Aluminiumhülle in üblichen Transport-Kartons Quelle: VdS Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuche Akkupack Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuche Akkupack Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuch Pedelec-Akku mit Alu-Hülle Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuch Pedelec-Akku mit Alu-Hülle Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuch Pedelec-Akku mit Alu-Hülle Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Vorversuch 3 x 8 Akkupacks mit Alu-Hülle in Karton Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Blocklager Versuchsaufbau Blocklager (Draufsicht) Versuchsimpression Blocklager Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Versuchsimpressionen Blocklager Lithium-Ionen-Batterien Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Lithium-Batterien – Aktivitäten der Versicherungswirtschaft Brandversuche mit Lithium-Akkus: Regallager Versuchsaufbau Regallager (Frontansicht) Versuchsaufbau Regallager (Draufsicht) Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Versuchsimpressionen Regallager Lithium-Ionen-Batterien Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Versuchsimpressionen Regallager Lithium-Ionen-Batterien Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Erkenntnisse - Brandversuche mit Lithium-Ionen-Batterien • In den ersten Minuten brennen nur Verpackungen und Lagerhilfen Akkus nehmen erst später – nach 5 bis 8 Minuten – am Brandgeschehen teil • Nach Auslösung: Kontrolle des Brandes, einzelne Akkus nehmen am Brandgeschehen teil • Brände konnten nach Versuchsende manuell durch Feuerwehreinsatzkräfte ohne Probleme gelöscht werden • Die BAM-Transportkartons sind durch Verpackungsfolie entzündbar Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. Fazit - Brandversuche mit Lithium-Ionen-Batterien • Sprinkleranlage ist ein geeignetes Mittel, um den Brand gelagerter Lithium-Ionen-Akkumulatoren einzudämmen, wenn die Löschanlage so ausgelegt ist, dass das Löschmittel den Brandherd schnell erreicht • Derzeit gibt es noch kein Standard-Sprinklerkonzept für die Lagerung oder Produktion; Beurteilung des Einzelfall notwendig • Die Versuchsergebnisse können nicht ohne Weiteres auf andere Li-Ionen Akkutypen übertragen werden • Die Versuchsergebnisse deuten darauf hin, dass keine „Verschlimmerung“ der Situation durch Sprinkleranlagen erreicht wird Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. GDV-Projekt Brandschutz Lithium-Ionen - Zusammenfassung • Für „Lagerung und Bereitstellung von Lithium-Ionen-Batterien“ hat die GDV Projektgruppe Lion ein Merkblatt erarbeitet (Juni 2012). Das Merkblatt wird derzeit überarbeitet, wesentliche Maßnahmen zur Schadenverhütung weiterhin unverändert; überarbeitete Auflage erscheint 2015 • Orientierende Brandversuche durchgeführt, Ergebnisse aus den GDVBrandversuchen werden im Frühjahr 2015 veröffentlicht Wilhelmstraße 43 / 43 G, D-10117 Berlin Postfach 08 02 64, D-10002 Berlin Tel.: +49 30 2020-5000 Fax: +49 30 2020-6000 www.gdv.de | @gdv_de 51, rue Montoyer B - 1000 Brüssel Tel.: +32 2 28247-30 Fax: +32 2 28247-39
