Brandrisiko bei LIjo Akkus

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Gerd Schweizer

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Nov 16, 2022, 9:57:50 AM11/16/22
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Gibt es Erkenntnisse ob der Ladezustand Auswirkungen auf das Brandrisiko
hat?
Da könnte ich mir vorstellen, daß in einem entladenen Akuu das Risiko
weniger groß ist.
--
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Stephan Elinghaus

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Nov 17, 2022, 6:06:08 AM11/17/22
to
Am 2022-11-16 hat Gerd Schweizer geschrieben:
> Gibt es Erkenntnisse ob der Ladezustand Auswirkungen auf das Brandrisiko
> hat?
> Da könnte ich mir vorstellen, daß in einem entladenen Akuu das Risiko
> weniger groß ist.

Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko - die
Energie ist ja schon draußen. Wirklich riskant wird's dann, wenn ein
tiefentladener Akku wieder geladen werden soll. Das wird dann wirklich
brandgefährlich. Darum haben viele Akkus auch Schutzschaltungen, die
eine Tiefentladung bzw. das wiederaufladen eines z.B. durch lange
Lagerung im entladenen Zustand tiefentladenen Akkus verhindern.

--
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Axel Berger

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Nov 17, 2022, 8:04:58 AM11/17/22
to
Stephan Elinghaus wrote:
> Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko

Stimmt das? Die initiale, u.U. sehr große Freisetzung und die Entzündung
kommt aus der Ladung. Aber das Brennen selbst ist m.W. das metallische
Lithium. Der leere Akkus wird ohne Entzündung von außen von sich selbst
nichts böses tun, aber sonst ist er wie ein verschlossener
Benzinkanister.

Oder liege ich hier falsch?


--
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Rolf Bombach

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Nov 17, 2022, 1:14:03 PM11/17/22
to
Axel Berger schrieb:
> Stephan Elinghaus wrote:
>> Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko
>
> Stimmt das? Die initiale, u.U. sehr große Freisetzung und die Entzündung
> kommt aus der Ladung. Aber das Brennen selbst ist m.W. das metallische
> Lithium. Der leere Akkus wird ohne Entzündung von außen von sich selbst
> nichts böses tun, aber sonst ist er wie ein verschlossener
> Benzinkanister.

Eigentlich sollten "richtige" Li-Ionenakkus nur Li-Ionen und kein
metallisches Lithium enthalten. Anders sieht es in Li-Primärzellen
aus und in Li-Akkus in engerem Sinne.
Das thermische Durchgehen bei Li-Ionenakkus mit LiCoO2 hat was
mit dem Sauerstoff zu tun und nicht mit metallischem Li, AFAIK.

--
mfg Rolf Bombach

Marcel Mueller

unread,
Nov 17, 2022, 1:28:55 PM11/17/22
to
Am 17.11.22 um 19:14 schrieb Rolf Bombach:
> Axel Berger schrieb:
>> Stephan Elinghaus wrote:
>>> Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko
>>
>> Stimmt das? Die initiale, u.U. sehr große Freisetzung und die Entzündung
>> kommt aus der Ladung. Aber das Brennen selbst ist m.W. das metallische
>> Lithium. Der leere Akkus wird ohne Entzündung von außen von sich selbst
>> nichts böses tun, aber sonst ist er wie ein verschlossener
>> Benzinkanister.
>
> Eigentlich sollten "richtige" Li-Ionenakkus nur Li-Ionen und kein
> metallisches Lithium enthalten.

Metallisch vielleicht nicht, aber im nicht ionisierten Zustand sehr
wohl. Der Witz an Lithium ist ja gerade das große Redox-Potential zu
anderen Atomen, wenn man ihm sein Valenzelektron klaut. Und das geht mit
Oxidation natürlich auch.

> Das thermische Durchgehen bei Li-Ionenakkus mit LiCoO2 hat was
> mit dem Sauerstoff zu tun und nicht mit metallischem Li, AFAIK.

Und womit reagiert der Sauerstoff?


Marcel

Marcel Mueller

unread,
Nov 17, 2022, 1:29:00 PM11/17/22
to
Am 17.11.22 um 12:05 schrieb Stephan Elinghaus:
> Am 2022-11-16 hat Gerd Schweizer geschrieben:
>> Gibt es Erkenntnisse ob der Ladezustand Auswirkungen auf das Brandrisiko
>> hat?
>> Da könnte ich mir vorstellen, daß in einem entladenen Akuu das Risiko
>> weniger groß ist.
>
> Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko

Eher anders herum.

Tiefentladene Li-Akkus platzen gerne, weil sie sich bei dem Prozess
extrem aufblähen und irgendwann dem Druck nicht mehr stand halten. Das
wiederum kann Kurzschlüsse verursachen, die schon etwas schmoren lassen,
und seien es die Nachbarzellen.

> die Energie ist ja schon draußen.

Nicht ganz. Da ist schon noch genug brennbares Material übrig.

> Wirklich riskant wird's dann, wenn ein
> tiefentladener Akku wieder geladen werden soll. Das wird dann wirklich
> brandgefährlich.

Das ist korrekt. Wenn er schon Risse hat, ist der große Ladestrom am
Beginn des Ladevorgangs das letzte, was er braucht.
Normalerweise sollte ein Ladecontroller die Ladung tiefentladener Zellen
aber verweigern.

> Darum haben viele Akkus auch Schutzschaltungen, die
> eine Tiefentladung bzw. das wiederaufladen eines z.B. durch lange
> Lagerung im entladenen Zustand tiefentladenen Akkus verhindern.

Bei Einzelzellen mit Schutzfunktion, ja.

Bei Akku-Packs muss das die umgebende Elektronik leisten.


Marcel

Tony Stewart

unread,
Nov 18, 2022, 12:15:04 AM11/18/22
to
Es braucht Anregungsenergie, um ein Material zur Verbrennung zu entzünden.
Energie ist ein Produkt aus Leistung und Zeit (E=P*t) mit einer thermischen Zeitkonstante des Mediums, Tth.

Jedes Material kann entweder mit einem Funken oder einem thermischen Widerstand erhitzt werden, der dem Batteriewiderstand für maximale Leistung entspricht. Die Zündung der Verbrennung hängt jedoch von der Anregungsenergie des Mediums ab.

Wenn Wasserstoff H2 größer als 4 % und < 76 % ist, ist es mit einem winzigen Funken brennbar.
517 / 5,000
Translation results
It takes excitation energy to ignite a material for combustion.
Energy is a product of power and time (E=P*t) with a thermal medium time constant, Tth.

Any material can be heated with either a spark or a thermal resistance equal to the battery resistance for maximum performance. However, the ignition of the combustion depends on the excitation energy of the medium.

When hydrogen H2 is greater than 4% and < 76%, it is flammable with a tiny spark.

--
For full context, visit https://www.polytechforum.com/elektrotechnik/brandrisiko-bei-lijo-akkus-1557712-.htm

Tony Stewart

unread,
Nov 18, 2022, 12:15:04 AM11/18/22
to
https://www.ionenergy.co/resources/blogs/battery-safety-challenges/
It takes excitation energy to ignite a material to combustion.
Energy is a product of Power and time (E=P*t) with a thermal time constant of the medium, Tth.

Any material can be heated with either a spark or a thermal resistance that matches the battery resistance for maximum power. But ignition to combustion depends on the excitation energy ofIf Hydrogen H2 is greater than 4% and < 76?% it is combustible with a tiny spark.

Es gibt keine Spezifikation, dass eine Batterieladung einen externen Kurzschluss mit verzogenen Platten überstehen und interne Kurzschlüsse erzeugen muss, die zu internen Kurzschlüssen und thermischem Durchgehen führen, weshalb sie oft bis zu einer sicheren Grenze geschmolzen werden. Der Lastwiderstand beeinflusst jedoch den Strom und den internen Verlust P = I ^ 2 * ESR-Rate des Temperaturanstiegs, wenn die Speicherladung erschöpft ist und der ESR ansteigt und dann die maximale sichere Innentemperatur von 65 ° C erreicht.

Ich schätze, 10% SoC sind sicher. 30 % nicht.
575 / 5,000
Translation results
There is no specification that a battery charge must survive an external short with warped plates and create internal shorts leading to internal shorts and thermal runaway, which is why they are often melted to a safe limit. However, the load resistance will affect the current and internal loss P=I^2*ESR rate of temperature rise when the storage charge is exhausted and the ESR increases, then reaches the maximum safe internal temperature of 65°C.
> 80'C internal it becomes exothermic.

I guess 10% SoC is safe. 30% not.

Marco Moock

unread,
Nov 18, 2022, 4:38:56 AM11/18/22
to
Am 17.11.2022 um 12:05:53 Uhr schrieb Stephan Elinghaus:

> Ein komplett entladener Akku hat praktisch kein Brandrisiko - die
> Energie ist ja schon draußen. Wirklich riskant wird's dann, wenn ein
> tiefentladener Akku wieder geladen werden soll. Das wird dann wirklich
> brandgefährlich. Darum haben viele Akkus auch Schutzschaltungen, die
> eine Tiefentladung bzw. das wiederaufladen eines z.B. durch lange
> Lagerung im entladenen Zustand tiefentladenen Akkus verhindern.

Warum ist das Laden eines tiefenentladenen LiIo-Akkus so gefährlich?

Michael S.

unread,
Nov 19, 2022, 3:20:35 AM11/19/22
to
Am 16.11.2022 um 15:57 schrieb Gerd Schweizer:
> Gibt es Erkenntnisse ob der Ladezustand Auswirkungen auf das Brandrisiko
> hat?
> Da könnte ich mir vorstellen, daß in einem entladenen Akuu das Risiko
> weniger groß ist.

Ich wollte meinem Sohn mal zeigen, was passiert, wenn man einen Nagel
durch den LiPo-Akku des defekten Tablets durchschlägt.
Es ist absolut gar nichts passiert. Der Akku war vorher leer, aber noch
nicht tiefentladen.

Michael

Christoph Müller

unread,
Nov 19, 2022, 5:47:41 AM11/19/22
to
Mache den gleichen Versuch mal mit einer dünnen Nadel. Kurzschluss
könnte damit zu deutlich höheren Temperaturen und damit zum Brand führen.

--
Servus
Christoph Müller
www.astrail.de

Juergen

unread,
Nov 19, 2022, 7:52:12 AM11/19/22
to
Am Sat, 19 Nov 2022 09:20:33 +0100 schrieb "Michael S."
<mich...@bigfoot.de> zum Thema "Re: Brandrisiko bei LIjo Akkus":
Ich wollte mal das Display meiner Handys erneuern und war beim Ablösen
des verklebten Akkus unvorsichtig. Bin froh ohne Verletzungen und
Brandschäden davon gekommen zu sein. Und war erstaunt, dass das Handy
mit neuem Akku und Display wieder funktionierte.

cu.
Juergen

--
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\ Freie Bits für freie Buerger \
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Heinz-Juergen Kronemeyer

unread,
Nov 19, 2022, 10:56:02 AM11/19/22
to
Am 18.11.22 um 10:38 schrieb Marco Moock:
Die Chemie verändert sich und kann zu Kurzschlüssen führen.

https://accundu.de/brandgefaehrlich-akkus-wiederbeleben#page-content

Rolf Bombach

unread,
Nov 25, 2022, 5:49:14 PM11/25/22
to
Marcel Mueller schrieb:
>
>> Das thermische Durchgehen bei Li-Ionenakkus mit LiCoO2 hat was
>> mit dem Sauerstoff zu tun und nicht mit metallischem Li, AFAIK.
>
> Und womit reagiert der Sauerstoff?

Zum Beispiel mit dem Elektrolyten (Propylencarbonat ff.) und/oder
der Polymermembran, beides organische Substanzen. Ob/wie
schnell das Graphit angegriffen wird, keine Ahnung.

Was mich selber ärgert: Ich habe gefühlte 42 Doktorratsvorträge
(zwangs-)angehört zum Thema Lithiumionen-Interkalation in
graphitischen und oxidischen Gittern. Ich hab immer noch
keine Ahnung davon. Die Vorträge waren heillos überdetailliert
und überspezialisiert. Aktuelle Themen wie Brandgefahr
kamen da nicht zur Sprache. Einzig der Nachweis von Zersetzungs-
produkten der Elektrolyte hat mir eingeleuchtet.

--
mfg Rolf Bombach

Marco Moock

unread,
Nov 28, 2022, 2:45:47 PM11/28/22
to
Am 19.11.2022 um 16:56:00 Uhr schrieb Heinz-Juergen Kronemeyer:

> Die Chemie verändert sich und kann zu Kurzschlüssen führen.
>
> https://accundu.de/brandgefaehrlich-akkus-wiederbeleben#page-content

Danke, das klingt nachvollziehbar.

Tony Stewart

unread,
Nov 29, 2022, 2:02:13 PM11/29/22
to
There must be enough energy in Watt-minutes to heat up the cell beyond 85'C to pose a serious .risk. ith cooling effects considered. This depends on the specific heat and mass. That's why I guessed at 10% SoC
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