News - Bauteil-/Halbleiter-Test

UN Transport-Tests für Lithium-Ionen-Batterien inklusive Zertifizierung

20. Dezember 2010 - Die Hersteller und Anbieter von Lithium Ionen-Zellen/-Akkus können ihre Produkte im neuen hochmodernen Testlabor des BMZ Batterien-Montage-Zentrum in Karlstein auf Herz und Nieren prüfen. Die Einrichtung, eine der modernsten ihrer Art in Europa, erlaubt einen Test von Zellen bei 0 bis 5 V mit bis zu 10/120 A sowie Akkus bei 0 bis 60V mit bis zu 200 A bzw. bis 12 kW. Zudem wird auch die Durchführung kompletter UN Transport-Tests inklusive Unterstützung bei einem eventuell notwendigen Re-Design und die Ausstellung der für den Transport von Lithium-Ionen-Akkus notwendigen Gutachten und Zertifikate angeboten.

Laut batteryuniversity.eu-Gründer und BMZ-Geschäftsführer Sven Bauer habe man sich zu diesem Schritt nicht zuletzt wegen der seit dem 1. Januar 2009 deutlich verschärften Transportvorschriften für Lithium-Ionen-Zellen und -Akkus entschlossen. Dass diese von manchen Herstellern, Anbietern und Transporteuren trotz der inzwischen hinlänglich bekannten Risiken beim Transport und der Lagerung von Lithium-Akkus nach wie vor wissentlich oder unbewusst ignoriert werden, hält Bauer im wahrsten Sinne des Wortes für brandgefährlich. „In Pulver- oder Staubform kann sich Lithium bereits bei Raumtemperaturen von rund 20°C selbst entzünden. Als festes Material entzündet sich Lithium an der Luft zwar erst mit Erreichen des Schmelzpunktes von 179 °C, aber wenn dieser Punkt erst einmal erreicht ist, entwickelt sich auch hier schnell ein nicht löschbarer metallischer Brand mit Temperaturen von über 2000°C."

Sehr heftig reagiere Lithium laut Bauer auch bei Kontakt mit Wasser. Es gehe nicht unter, sondern schwimme auf der Wasseroberfläche umher. Dabei bilde sich leicht brennbares Wasserstoffgas und stark ätzendes Lithiumhydroxid. Durch die Entzündung des Wasserstoffes könne es in geschlossenen Räumen zu Explosionen kommen. Zudem löse das Wasser Lithiumhydroxid und nehme dessen ätzende Eigenschaften an. „Der einzige Schutz vor diesen unerwünschten Effekten sind neben der gebotenen Sorgfalt beim Umgang mit diesem Material umfangreiche Testreihen, bei denen alle  möglichen Transportrisiken vorab im Labor simuliert werden", so Bauer.

Bereits seit 2003 sind alle Lithiumzellen und -batterien unabhängig vom System und vom Lithiumgehalt auf spezielle, verbindlich vorgeschriebene Sicherheitsstandards zu testen. Ohne diesen qualifizierten Testnachweis dürfen diese Akkumulatoren grundsätzlich nicht in den Verkehr gebracht werden.

Seit Beginn letzten Jahres sind nun für den Transport von Lithium-basierten Zellen und Batterien zahlreiche neue Regelungen zu beachten. Nicht nur, dass jetzt Lithiumzellen und -batterien generell als Gefahrgut der Klasse 9 eingestuft sind, auch die Vorschriften für Anmeldung, Verpackung, Kennzeichnung, Handling und Begleitpapiere haben sich zum Teil erheblich geändert. So wird nun zum Beispiel zwischen Lithium-Ionen- und Lithium-Metall-Batterien/-Zellen unterschieden. Entscheidend ist auch, wie und in was die jeweilige Zelle bzw. Batterie verpackt wurde.

Wie komplex die gesamte Thematik inzwischen ist, zeigt dass hierfür insgesamt sechs neue UN-Versandbezeichnungen mit neuen Nummern vergeben wurden: UN 3480 Lithium-Ionen-Batterien (inklusive  Lithium Polymer), UN 3481 Lithium-Ionen-Batterien mit Ausrüstungen verpackt, UN 3481 Lithium-Ionen-Batterien in Ausrüstungen, UN 3090 Lithium-Metall-Batterien (inklusive Batterien aus Lithium-Legierung), UN 3091 Lithium-Metall-Batterien mit Ausrüstungen verpackt und UN 3091 Lithium-Metall-Batterien in Ausrüstungen.

Generelle Voraussetzung für die Zulassung von Lithiumzellen und/oder -batterien zum Transport ist jedoch immer der Nachweis der erfolgreichen Prüfungen gemäß den UN „Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Test and Criteria" Teil III, Abschnitt 38.3. Dabei spielt es erst einmal keine Rolle, ob eventuell Freistellungen in Anspruch genommen werden können oder die Zellen/Batterien als Klasse-9-Güter eingestuft sind und somit die gefahrgutrechtlichen Bestimmungen in Gänze eingehalten werden müssen.

Um alle erforderlichen UN-Transport-Tests für Lithiumzellen- und -batterien komplett durchführen zu können, wurden von der batteryuniversity.eu mit Unterstützung durch die BMZ bislang rund 1,2 Mio. Euro in Personal und Laborausstattung investiert. Ein Aufwand, der sich für Unternehmen, die sich nicht ausschließlich mit der Herstellung oder Konfektionierung von Akku-Packs beschäftigen, kaum jemals amortisieren dürfte. Dazu komme laut Sven Bauer, dass es vielen Betroffenen an nötigem technischem Detailwissen für solche Tests mangele. Um die Sicherheit von Akku-Packs beurteilen zu können, bedürfe es nämlich langjähriger praktischer Erfahrung mit den unterschiedlichen Lithium-Ionen-Technologien. Was passiere, wenn diese fehle, hätten umfangreiche Versuchstestreihen mit Fremdprodukten gezeigt. „Über 10 Prozent der überprüften Akkus entsprachen nicht den aktuellen gesetzlichen Sicherheitsanforderungen. Wir reden hier nicht nur von bis zu 50.000 Euro Strafe, die bei Kontrollen fällig werden können. Im Schadensfall müssen die verantwortlichen Personen auch damit rechnen, dass sie wegen grob fahrlässiger Sachbeschädigung, Körperverletzung oder im schlimmsten Fall sogar Tötung zur Verantwortung gezogen werden." Wer dieses möglicherweise existenzbedrohende Risiko nicht eingehen wolle, für den gebe es letztlich zu den gesetzlich vorgeschriebenen aufwendigen Testroutinen defacto keine Alternative, so Bauer. "100prozentige Sicherheit kann es beim Transport von Lithium-Ionen-Akkupacks nie geben. Aber wir haben mit unserem Testlabor zumindest die Voraussetzungen geschaffen, um diesem Ziel möglichst nahe zu kommen."

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