Lithium-Ionen-Akkus?
Hi, wir haben das Thema Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Und es heißt überall, dass diese Akkus so gefährlich sind, sie explodieren können, es zu einem thermal Runaway oder einen Druckaufbau kommen kann. Aber wie kann ich mir das auf Teilchenebene vorstellen. Wieso sind vor allem Lithium-Akkus davon betroffen und was haben Überladungen und falsche Temperaturen damit zutun? Im Internet finde ich nur, was passiert, nicht warum und wie genau das passiert. Wäre euch echt dankbar 🥲…
LG 🙏🏻
3 Antworten
So gefährlich sind diese Akkus nun auch wieder nicht. Es kann aber zu Bränden kommen, weil diese Akkus ein brennbares Lösungsmittel als Elektrolyt enthalten.
Eine Lithium-Ionen-Zelle besteht aus einer Grafit-Elektrode (negativ) und einer Lithium-Metalloxyd-Elektrode (positiv).
Die Ladungsträger sind die Lithium-Ionen, die eine geringe Größe und eine hohe Beweglichkeit haben. Sie lagern sich beim Laden der Zelle zwischen den Molekülschichten des Grafits ab und wandern beim Entladen zurück zur Lithium-Metalloxyd-Elektrode.
Lithium ist das leichteste Metall und reagiert heftig mit Wasser. Als Elektrolyt kommt deshalb ein wasserfreies, jedoch brennbares Lösungsmittel zum Einsatz. Darum ist es schon zu brennenden Lithium-Akkus gekommen.
Was da genau chemisch passiert, kann ich auch nicht sagen.
Gefährlich sind die nur, wenn die nicht korrekt benutzt werden.
Der Druckaufbau passiert, wenn das Elektrolyt durch zu hohe innere Temperatur verdampft. Etwa durch Beschädigungen der Isolationsschicht. Macht so ein Akku "dicke Backen" dann schnellstens damit in einen Eimer Wasser, falls vorhanden.
Explodieren tun die in aller Regel nicht, da dafür extra Überdruckventile vorhanden sind.
Wird ein Akku zu heiß, kann er sich selbst entzünden. Dann geht der "durch". Der kann nicht gelöscht werden, da der zur Verbrennung nötige Sauerstoff im Material selbst gebunden ist und frei wird. Da hilft nur kühlen. Siehe Wassereimer.
Sand kühlt aber nicht so gut. Aber besser als nix.
Wenn der Akku eh hin ist, macht der Wasserschaden auch nichts mehr aus.
Ich hab da vor einiger Zeit ein Video dazu gefunden. Ich suchs mal.
Jap. Habs.
In dem Moment, wo er Wasser einsetzt, ist die Kettenreaktion gut zu sehen.
Scheint eine schiefgegangene Bastelei gewesen zu sein.
(Naja. Wenn er so gut bastelt, wie er filmt, dann musste es ja schiefgehen.)
Ja das ist ein Akku mit vielen Zellen. Da entzünden sich dann benachbarte Zellen, wenn die zu heiß werden. Das passiert so oder so.
Das Problem ist, dass das Wasser nicht zum effektiven Kühlen an die benachbarten Zellen kommt. Daher ist das in Wasser eintauchen besser als nur draufspritzen.
Auf Teilchenebene kann ich dir nicht helfen, auch wenn ich es gern bis zum Atom erklärt bekomme.
Aber das Hauptproblem ist, dass die se Akkus innen sehr überhitzen können und dann die Membran, die die Schichten trennt, durchschmilzt.
Berühren sich dann die Schichten, entläd sich innerlich der Akku. Das ist aber verheerend, da er eine sehr große Kapazität auf kleinem Raum hat.
Irgendwo bei Dresden (oder so) wurde mal dafür eine keramische Membran erfunden, die das Problem extrem minimiert.
Ich suche mal das Video raus und hänge es an. Der Akku wurde da in einem Sportwagen verbaut.
Für Dich interessant ab Minute 6:40.
Im Wasser brennt der Akku weiter und durch den Wasserkurzschluss auch die danebenliegenden Zellen.
Dämmt aber wenigstens etwas ein.
Eimer Sand ist auch gut.