Was passiert beim Akku-Brand?
Wenn ein Lithium-Ionen-Akku brennt, läuft eine Kettenreaktion im Inneren ab. Das Stichwort lautet Thermal Runaway (thermisches Durchgehen): Dabei gerät eine einzelne Batteriezelle ausser Kontrolle. Durch Überhitzung oder einen internen Kurzschluss starten chemische Reaktionen, die immer mehr Wärme freisetzen. Innerhalb von Sekunden kann es so zum vollständigen Versagen der Zelle kommen – begleitet von Flammen, dichter Rauchentwicklung, extremer Hitze und mitunter Explosionen. Im Verlauf dieses Prozesses zerfallen innenliegende Schichten der Zelle, der flüssige Elektrolyt erhitzt sich und bildet brennbare Gase, der Separator (die Trennschicht) schmilzt und es entsteht zusätzlicher Sauerstoff. All dies treibt die Temperatur weiter hoch, bis die Zelle in Feuer aufgeht.
- Erwärmung beginnt
- Schutzschicht zerfällt
- Elektrolyt zersetzt sich und bildet brennbare Gase
- Separator schmilzt (kann zu Kurzschluss führen)
- Kathode zerfällt und setzt Sauerstoff frei
Schematische Darstellung: Überhitzung einzelner Zellkomponenten führt zum thermischen Durchgehen (Thermal Runaway). Greift dieses auf weitere Zellen über, entsteht eine gefährliche Kettenreaktion.
Breitet sich das unkontrollierte thermische Durchgehen von einer Zelle auf benachbarte Zellen aus, spricht man von Thermal Propagation – einer thermischen Kettenreaktion, die zu einer ganzen Serie von Zellbränden bzw. Explosionen führen kann. Dieses Übergreifen des Feuers von Zelle zu Zelle ist eine der grössten Herausforderungen bei Lithium-Ionen-Akkus. Jede zusätzliche Zelle, die «durchgeht», setzt erneut enorme Energie frei, was den Brand weiter anfacht. In Batterie-Packs oder Modulen mit vielen Zellen können so mehrfache Explosionen in kurzer Folge auftreten, und die Gesamtdauer des Brandes verlängert sich.
Zusammengefasst: Ein Akku-Brand startet oft unscheinbar – z.B. durch lokale Überhitzung im Innern einer Zelle – und kann sich binnen Sekunden zu einem heftigen Feuer ausweiten. Durch das thermische Durchgehen und anschliessender Kettenreaktion steigt die Brandintensität sprunghaft an.
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