Warum sich Smartphone-Akkus entzünden

Samsung stellt die Herstellung seines Note 7 ein, denn es kann dazu kommen, dass die Akkus sich selbst entzünden und dadurch auch explodieren könnten.

Aber wieso kann ein so kleiner Akku, sich scheinbar so einfach selbst entzünden und hat nur Samsung solche Probleme?

Was sind Lithium-Ionen-Zellen

Lithium-Ionen-Akkus im Alltag

Wusstest Du, dass Dein Smartphone, Dein Laptop, Dein Tablet oder auch Dein E-Bike oder auch Dein Elektroauto alle Lithium-Ionen-Zellen enthalten?

Weltweit werden jährlich circa fünf Milliarden Lithium-Ionen-Zellen hergestellt, denn die Produktion dieser Lithium-Ionen-Zellen wird immer billiger und schneller, dies ist zwar vor allem für die Industrie gut, aber birgt auch eine höhere Gefahr, dass technische Mängel vorliegen könnten.

Aufbau von Lithium-Akkus

In Lithium-Ionen-Akkumulatoren findest Du viele dutzende Lagen von Metallfolien, die beschichtet sind. In den meisten Akkus sind flüssige Elektrolyten enthalten, diese sind durch eine Folie voneinander getrennt.

Die verwendeten sogenannten organischen-flüssig-Elektroylyte gelten zwar als schwer entflammbar, jedoch können sie, wenn sie beispielsweise durch einen Kurzschluss, Überladung oder Stößen, die zu Rissen in den Schutzschichten führen, überhitzen. Die Akkus werden sehr heißt und können im Brand bis zu 1000°C heiß werden. Wenn eine Zelle überhitzt, beginnt diese – bei Überschreitung der Temperatur des Flammpunktes des entstandenen Gases – zu verdampfen.

Warum kommt es zu dieser heftigen exothermen Reaktion?

Durch die Schutzschicht ist der Elektrolyt vor Sauerstoff und vor anderen Elektrolyten geschützt. Kommt es jedoch zu Überladung, Kurzschluss oder Rissen in der Schutzschicht, so kann es passieren, dass die Elektrolyte miteinander oder mit Sauerstoff in Kontakt kommen. Passiert dies können sich die Elektrolyte, obwohl sie als schwer entflammbar gelten, selbst entzünden.

Wie kann man ein brennenden Lithium-Ionen-Akku löschen?

Wenn eine Lithium-Ionen-Zelle erst einmal brennt, so ist das Feuer nicht mehr zu stoppen; denn die Materialien der Zelle enthalten Sauerstoff und „füttern“ das Feuer so immer weiter.

Das Feuer kann außerdem weder mit Wasser, Pulver oder Schaum gelöscht werden, was dazu führt, dass die Zelle nach einige Zeit explodiert.

Probleme mit Lithium-Ionen-Zellen

Natürlich ist Samsung nicht das erste Unternehmen, welches Probleme mit Lithium-Ionen-Zellen hat, die sich selbst entzünden und nach einiger Zeit explodieren.

Bereits 2006 hatte Dell dieselben Probleme bei seinen Laptops, 2014 rief Sony Laptops zurück und letztes Jahr musste Fujitsu Ersatz-Batterien zurückrufen.

nicht nur Smartphones und Laptops betroffen

Auch Elektroautos wie das Tesla Model S gingen bereits in Flammen auf, nachdem die Hülle des Akkus durch eine Beschädigung zerstört wurde.

Auch Boeing musste bereits Lithium-Ionen-Zellen wieder aus seinem Flugzeugen ausbauen und austauschen, da diese überhitzt waren.

Ein Blick in die Zukunft

In der Zukunft wird es immer mehr um die Sicherheit solcher Zellen gehen. So forschen heute schon viele Forscher an innovativen und sicheren Akkus:

• Eine Lösungen wären Akkus, die bereits in Herzschrittmachern verwendet werden: Hier wird der flüssige Elektrolyt durch einen festen ausgetauscht. Diese Variante ist jedoch teurer, was vor allem für den Smartphone-Markt momentan noch undenkbar ist.
• An der Universität in Stanford (USA) haben Forscher eine Methode entwickelt, wie Akkus bei Über-oder Unterladung Alarm schlagen können, sodass Kurzschlüsse frühzeitig erkannt werden und Brände vermieden werden
• außerdem sollen neue Trennfolien, die bei steigenden Temperaturen schmelzen und so den Weg versperren, Kurzschlüsse mechanisch verhindern.

Wie Du Risikofaktoren erkennst

Vielleicht bist Du nun etwas verunsichert, deswegen möchte ich Dir vier Tipps mit auf den Weg geben, wie Du eine mögliche Brandgefahr bei deinem Smartphone / deinem Laptop und co erkennen kannst.

1. Dein Gerät schaltet sich einfach während ihr es benutzt aus, obwohl der Akku noch (halb-)voll ist
2. Dein Gerät wird heiß
3. Dein Akku hat eine sehr schlechte Laufzeit
4. Dein Akku ist aufgebläht

Denke bitte daran, dass beispielsweise die Akkulaufzeit im Laufe der Zeit abnehmen kann.

Wird dein Gerät allerdings sehr warm oder bläht sich sogar schon auf, solltest Du schnell einen Fachmann aufsuchen.