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So wollen E-Autohersteller und Behörden Brände bei Elektrofahrzeugen künftig verhindern

Wenn ein E-Auto in Brand gerät, kann das verheerende Folgen haben. Das wurde jüngst erneut in Südkorea deutlich, als ein einzelnes Elektrofahrzeug Feuer fing und 900 Fahrzeuge beschädigte.

Von Dieter Petereit
3 Min.
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In Brand geratenes Tesla Model Y. (Bild: Twitter/@Mjarchie1)

Das Feuer in der Tiefgarage eines südkoreanischen Wohnhauses erreichte Temperaturen von mehr als 1.500 Grad Celsius. Die Feuerwehr benötigte fast acht Stunden, um es zu löschen.

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Daten der unabhängigen US-amerikanischen Untersuchungsbehörde National Transportation Safety Board zeigen indes, dass die Risiken von Batteriebränden bei Elektrofahrzeugen sehr gering sind. So geraten pro 100.000 verkauften Fahrzeugen mehr als 1.500 Benziner in Brand, während es bei Elektrofahrzeugen nur 25 sind. Allerdings sind die Folgen von E-Bränden gravierender als jene von Benziner-Bränden.

Brände meist durch Fertigungsfehler

Das ist auch den Herstellern der Fahrzeuge sehr bewusst. Viele von ihnen haben bereits vor geraumer Zeit damit begonnen, strenge Fertigungsprozesse und -standards zu schaffen, um Fehler in der Produktion zu minimieren.

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In der Regel sind es nämlich genau solche Fehler, die zu einem Inferno führen können, wie Batterieexperte Venkat Srinivasan vom US-amerikanischen Argonne National Laboratory gegenüber Wired erläutert. Schon winzige Metallteilchen, die in den Elektrolyten, also die flüssige Chemikalie in der Batterie, gelangen, können eine Katastrophe auslösen.

Denn sie würden beim Laden und Entladen der Batterie immer wieder elektrisiert. Das kann im schlimmsten Fall einen Funken erzeugen, der dafür sorgen kann, dass sich die Batteriezelle öffnet, wodurch Sauerstoff eindringen kann. Das könnte eine Kettenreaktion nach sich ziehen und das gesamte Akkupack in Brand setzen. Wegen solcher vermuteten Verunreinigungen ist es bereits mehrfach herstellerübergreifend zu Rückrufen gekommen.

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Erster Schritt zu mehr Feuersicherheit: LFP-Batterien

Neben verbesserten Fertigungsprozessen, die das Risiko von Verunreinigungen minimieren, setzen die Hersteller schon seit einiger Zeit verstärkt auf weniger feuergefährliche Batterien. Statt auf die konventionellen Bestandteile Nickel und Kobalt zu setzen, kommen in jüngerer Zeit immer häufiger Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) zum Einsatz.

Während Batterien mit Nickel und Kobalt bereits bei Temperaturen zwischen 150 und 210 Grad Celsius „thermisch durchgehen“ können, ist das bei den noch dazu kostengünstigeren LFP-Batterien erst ab 270 Grad Celsius der Fall. „Thermisches Durchgehen“ bezeichnet einen Prozess, der einen unkontrollierten Temperaturanstieg in der Batterie darstellt. Das kann zu einem Teufelskreis führen, der letztlich zu Bränden und sogar Explosionen führen kann.

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Viele Autohersteller, darunter Tesla, Rivian und Ford, haben bereits auf LFP-Batterien umgestellt; Stellantis und Mercedes-Benz stehen kurz vor dem Umstieg. Zusätzlich setzt sich immer mehr eine Fertigungsweise durch, bei der die Batterie in die Struktur des Fahrzeugs integriert wird.

CATL, der weltweit führende Batteriehersteller, hat eine weitere Veränderung umgesetzt. Dort soll ein neues „Rauch-Elektroisolations“-Design die elektrische Verbindung einer Batteriezelle von ihrem Rauchabzugskanal trennen. Das senke die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Brand innerhalb einer Zelle auf andere Teile des Batteriepacks eines Fahrzeugs ausbreite, so der chinesische Weltmarktführer.

Festkörperbatterie noch Jahre entfernt

Noch besser wäre die Markteinführung der Festkörperbatterie. Denn die enthält keinen flüssigen Elektrolyten, sondern einen Feststoff zur Trennung von Anode und Kathode. Diese Batterieklasse gilt als feuersicher, ist aber bislang nicht in der Serienfertigung angekommen. Experten gehen davon aus, dass die auch noch einige Jahre entfernt liegen könnte.

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Vorerst müssen daher auch Behörden darüber nachdenken, wie Brände von Elektrofahrzeugen nach ihrem Ausbruch eingedämmt werden können. Hier sind Zertifizierungsverfahren im Gespräch. Brände durch achtlose Entsorgung sollen durch Rücknahmeprogramme vermieden werden.

Zudem gibt es bereits zahlreiche Produkte, um schon brennende Batterien zu löschen. So sollen etwa spezielle Feuerlöschdecken die Rauchschäden bei schweren Bränden reduzieren, auch bei solchen, die durch Lithium-Ionen-Batterien ausgelöst werden. Ebenso bietet der Markt inzwischen spezielle Feuerlöscher für das Löschen von Bränden in Elektrofahrzeugbatterien.

Feuerwehren rüsten ihr Know-how auf

Derweil bereiten sich Feuerwehren weltweit auf die besonderen Aspekte von Batteriebränden vor. Spezielle Schulungen sollen die Feuerwehrleute und Ersthelfer:innen im Umgang mit dieser besonderen Art von Feuer ertüchtigen.

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An dieser Art von Prävention beteiligen sich immer mehr Hersteller von E-Autos und Batterien. Sie geben „Leitfäden für Notfalleinsätze“ heraus, die Feuerwehrleuten das Wissen vermitteln, das sie benötigen, um Batteriebrände der jeweiligen Produkte zu stoppen. Manche Hersteller gehen noch einen Schritt weiter.

So bietet etwa Renault einen „Feuerwehrzugang“ ein, der es ermöglicht, Wasser direkt in eine brennende Batterie zu pumpen, was allerdings nur in den frühen Phasen eines Brandes nützlich ist, bevor er sich über die Batterie hinaus ausgebreitet hat.

Teslas haben eine „Ersthelfer-Schleife“, die durchtrennt werden kann, um ihre Hochspannungssysteme abzuschalten. Bei anderen Fahrzeugen gibt es spezielle Zugsicherungen oder Stecker.

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Batteriepass der EU wird für mehr Transparenz sorgen

In der Europäischen Union wird ab dem Jahr 2027 der sogenannte Batteriepass verpflichtend. Dazu müssen Hersteller dokumentieren, wo eine Batterie hergestellt wurde, wie sie getestet wurde und ob sie recycelte Materialien enthält.

Zwar zielt die zugehörige Verordnung in erster Linie darauf ab, Hersteller zu mehr Ehrlichkeit in Bezug auf den CO₂-Fußabdruck ihrer Elektrofahrzeuge zu zwingen. Als Nebeneffekt entsteht dadurch indes auch ein besserer Einblick in die Herkunft und die Inhaltsstoffe von Autobatterien.

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