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  • Michelle Herzog

Brandschutz-Container für Lithium-Ionen-Batterien: Was für Löschsysteme gibt es?

Aktualisiert: 29. Aug. 2023

Lithium-Ionen Zellen stellen für den Brandschutz eine grosse Herausforderung dar. Die im Brandfall auftretenden Flammen erreichen hohe Temperaturen und damit entsteht die grosse Gefahr einer unkontrollierbaren Brandausbreitung. Es gibt bisher drei Löschsysteme, welche für Quarantäne-Boxen von HV-Batterien oft in Anwendung kommen. Im folgendem Blog-Beitrag werden die Brandregulierungs-Systeme Wasser, Vermiculit-Granulat und Aerosol näher betrachtet.



Inhaltsverzeichnis



Welche Schwierigkeiten bringt die Brandregulierung mit Lithium-Ionen-Batterien mit sich?


Lithium-Ionen-Batterien sind schwierig zu löschen aufgrund der chemischen Reaktionen, die in diesen Batterien ablaufen. Während eines Brandes können diese Batterien gefährliche Substanzen freisetzen, wie beispielsweise toxische Gase oder brennbare Flüssigkeiten. Darüber hinaus kann das Löschmittel nicht immer ausreichend tief in die Batterie eindringen, um den Brand effektiv zu ersticken. Das Vorhandensein von Lithiummetall in einigen Batterien kann auch dazu führen, dass sich der Brand intensiviert, wenn es in Kontakt mit Wasser oder Luft kommt.

Und Vorsicht, auch nach einer erfolgreichen Brandlöschung!

Denn, während eines Brandes können verschiedene Faktoren wie die Überhitzung der Batterie, Beschädigung der Zellen oder das Auslaufen von chemischen Substanzen zu einem Brand führen. Auch wenn der Brand einmal gelöscht ist, besteht das Risiko eines erneuten Brandes. Das Risiko kann verringert werden, wenn die Batterie gut abgekühlt wird und die gefährlichen Substanzen grösstenteils freigesetzt wurden. Die Batterie muss daher auch nach dem Brand zwingend in einer Quarantäne-Box gesichert sein.



Wie funktioniert die Brandunterdrückung mit Vermiculite-Granulat-Kissen in einer Quarantänebox?


Vermiculite-Granulat-Kissen sind ein wichtiger Bestandteil im Brandschutz. Doch was genau sind Vermiculite-Granulat-Kissen?

Dabei handelt es sich um Kissen, gefüllt mit einem speziellen Granulat aus Mineralwolle und Vermiculit. Da es ein natürliches Material ist, gilt es als umweltfreundlich. Diese Materialien zeichnen sich durch eine hohe Wärmebeständigkeit aus und eignen sich daher ideal zur Brandunterdrückung.

Die Funktionsweise von Vermiculum-Granulat-Kissen beruht auf ihrer Fähigkeit, Wärme zu absorbieren und Feuchtigkeit abzugeben. Im Falle eines Brandes wirken sie als Schutzschicht zwischen der Hitzequelle und den empfindlichen Materialien oder Oberflächen, die geschützt werden sollen.

Wenn die Temperatur steigt, beginnt das Vermiculum-Granulat zu expandieren und seine Struktur zu verändern. Dieser Vorgang absorbiert die Wärmeenergie und verlangsamt die Ausbreitung des Feuers. Gleichzeitig gibt das Vermiculum-Granulat Feuchtigkeit ab, was dazu beiträgt, die Umgebung um den Brandherd herum zu kühlen und die Entzündungsgefahr zu verringern.


Durch ihre poröse Struktur können sie Feuer schnell und sicher löschen. Wenn ein Brand ausbricht, werden die Kissen automatisch aktiviert und geben das Granulat frei, das den Brand unterdrückt. Dabei wird das Feuer erstickt und die Ausbreitung verhindert. Die Kissen sind einfach in der Handhabung, da sie sich selbständig aktivieren. Wasser, oder Elektronik braucht es daher keine.

Zu beachten ist, dass die Kissen trocken und vor Feuchtigkeit geschützt gelagert werden, um die Wirksamkeit zu erhalten. Auch die Menge des Granulats muss auf den Brandkörper gekonnt angewendet werden, um die volle Wirksamkeit zu erhalten.


Fazit: Vermiculite-Granulat-Kissen sind eine effektive Methode, um Brände in Quarantäneboxen zu unterdrücken. Zudem Punkten die Kissen in ihrer einfachen Handhabung. Sie brauchen keine weiteren äussere Faktoren wie Wasser, Rohrleitungen, Elektronik für die Brandregulierung. 

Wie funktioniert die Brandunterdrückung mit Wasser in einer Quarantänebox?

Lithium-Ionen-Batterien stellen bestimmte Herausforderungen für die Brandbekämpfung dar, und der Einsatz von Wasser zur Eindämmung eines solchen Brandes erfordert besondere Vorsicht und Fachkenntnisse.


Wasser allein ist nicht das empfohlene Löschmittel für Brände von Lithium-Ionen-Batterien, da es eine reaktive Reaktion mit dem Lithium in der Batterie eingehen kann. Diese Reaktion kann eine explosionsartige Entzündung verursachen und das Feuer sogar verstärken.


Es gibt jedoch spezielle Systeme, wie beispielsweise wasserbasierte Sprinkleranlagen oder Wassernebelsysteme, die speziell für den Einsatz bei Bränden in Lithium-Ionen-Batterien entwickelt wurden. Diese Systeme arbeiten mit Hochdruckwassernebel, um das Feuer zu kühlen und zu ersticken, während sie gleichzeitig die Ausbreitung von Lithiumstaub oder -Partikeln minimieren.


Eine grosse Traktionsbatterie besteht aus vielen kleinen Zellen, die miteinander verbunden sind. Im schlimmsten Fall kann eine einzelne Zelle überhitzen und benachbarte Zellen ebenfalls erwärmen, was zu einer Kettenreaktion führt, und eine starke Energiefreisetzung verursacht. Es ist schwierig, diese Reaktion durch das Löschen mit Wasser einzudämmen oder zu stoppen. Wenn brennende Batteriezellen in Kontakt mit Wasser kommen können explosionsfähige Mengen an Wasserstoff gebildet werden und hochgiftige Säuren wie Flusssäure entstehen bei Kreuzreaktion des im Lithium der Zellen enthaltenen Stoffs. Daher muss das Löschwasser zurückgehalten werden da es als Sondermüll eingestuft wird.


Die Löschcontainer mit Wasser-Brandsysteme brauchen offensichtlich den Zugang zu einer grossen Menge an Wasser. Dafür müssen auch die Boxen mit den notwendigen Zu- und Ableitungen für Wasser aufgerüstet sein. Auch muss der Druck des Wassers gewährleistet werden. In der Anwendung gibt es verschiedene Ausführungen, einige Boxen verfügen über einen eigenen Wassertank, Wasserpumpe und Sprinkleranlage, während andere Druckwasser von aussen, beispielsweise einem Hydranten benötigen.


Das Löschwasser muss zwingend in einem Aufnahmebehälter aufgefangen werden. Durch den Löschvorgang wurde es mit Schadstoffen durchsetzt und muss darum mit einem Gefahrengutbehälter vorschriftsgemäss entsorgt werden.


Wassersysteme werden häufig in erst Intentionen von der Feuerwehr angewendet. Die Feuerwehr hat einerseits das Fachwissen und die Ausrüstung, um den Brand zu kontrollieren. Zudem haben wir in der Schweiz den Zugang zu genügend Wasser.



Fazit: Löschsysteme mit Wasser benötigen viel Fachwissen. Das Löschen ist mit viel Wasser möglich, doch Lithium reagiert empfindlich in Verbindung mit Wasser und kann gefährliche chemische Reaktionen auslösen.
Obwohl auch die Mengen an Wasser und die Wasseranlage nicht besonders für diese Brandregulierung sprechen, ist Wasser durch seine Kühleigenschaft ein gutes Eindämmungssystem von Brand.


Wie funktioniert die Brandunterdrückung mit Aerosol in einer Quarantänebox?


Die Aerosol Löschtechnik bietet eine weitere Möglichkeit, Lithium-Brände zu bekämpfen. Sie ist ständig betriebsbereit und unterdrückt das Feuer effektiv bis zur Ankunft der Feuerwehr, ohne Wasser hinzuzufügen.

Die vollautomatischen und eigenständig operierenden Feuerlöscher wurden ursprünglich für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich entwickelt. Die Löschsubstanz basiert auf einer stabilen chemischen Verbindung, die erst bei Aktivierung zum Gas wird. Das Löschen kann manuell oder automatisch durch Elektrik mit niedriger Spannung erfolgen oder auch über ein Zündkabel ausgelöst werden. Bei diesem System handelt es sich um eine endotherme Reaktion, da zusätzliche Wärme entzogen wird. Ausserdem entfernt das Kaliumhydrogencarbonat während des Brennprozesses Oxidationsmittel - ohne diese kann kein Feuer brennen. Allerdings können sauerstoffverdrängende Löschmittel nur begrenzt gegen brennende Lithium-Ionen-Zellen eingesetzt werden, da sie selbst Sauerstoff freisetzen können und dadurch keine dauerhafte Brandbekämpfung möglich ist.


Die einfache Installation aufgrund des geringen Gewichts/Einbauvolumens sowie die Wartungsfreiheit machen es kosteneffizient für Investitions- und Folgekosten mit einer langen Lebensdauer des Produkts auch gesichert.


Für das Aerosol-Löschsystem braucht es ein Aerosol-Generator. Die Aktvierung kann elektrisch, durch ein stromloses Zündkabel, oder manuell erfolgen. Es braucht keine Druckbehälter oder die Zufuhr externer Löschmitteln.



Fazit: Aerosolgeneratoren können Brände effektiv löschen und gelten wirtschaftlich und wartungsfreundlich. Sie lassen sich ausserdem völlig autark, sogar ohne Stromversorgung betreiben.


Mit welchem System sind die Quarantäneboxen von HVCS ausgestattet?


HVCS arbeitet mit allen drei Methoden. Durch das Fachwissen von HVCS könne die Ressourcen gezielt und situativ eingesetzt werden.


Für die erst Intention verfügt die HVCS auch über Quarantäneboxen, welche das Feuer mit Wassersystemen regulieren können.



Beim Transport wird beispielsweise oft auf das Potenzial der Kombination aus Vermiculum-Granulaten und einer hochwertigen Quarantänebox beim Transport von kritischen Batterien gesetzt.

Auch der einfache und schnelle Einsatz im Ernstfall sowie die geringen Kosten im Vergleich zu anderen Brandschutzmassnahmen machen diese Methode äusserst attraktiv. Zudem sind die Granulate umweltfreundlich und können problemlos entsorgt werden.




Die hochwertigen Quarantäne-Boxen von HVCS sind zudem auch mit der Aerosoltechnik ausgestattet. Besonders im Verkauf der Boxen für Werkstätten und Behörden, welche einen eigenen Quarantäneplatz schaffen, ist diese Kombination ratsam. Die Aersol-Technik ist ein autonomes Überwachungs- und Brandregulierungssystem.




Insgesamt lässt sich also sagen: Wenn Ihr Unternehmen mit HV-Fahrzeugen arbeiten, sollten Sie für die Sicherheit Ihres Unternehmens sorgen. Dabei lohnt es sich, die passende Brandregulierungs-Lösung für Ihre Situation zu finden, sodass Sie im Ernstfall schnell reagieren können. So können Sie nicht nur mögliche Schäden durch Brände vermeiden, sondern auch das Vertrauen Ihrer Kunden und Mitarbeiter in die Sicherheit Ihres Unternehmens stärken. Kontaktieren Sie das Fachteam von HVCS und lassen Sie sich professionell beraten.



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