Letzten Monat fing ein Elektrofahrzeug vom Typ Mercedes Benz EQE 350 in der Tiefgarage eines südkoreanischen Wohnhauses Feuer. Berichten zufolge wurden 23 Menschen ins Krankenhaus eingeliefert und rund 900 Autos beschädigt. Das Feuer erreichte Temperaturen von mehr als 1.500 Grad Celsius und die Feuerwehr brauchte fast acht Stunden, um es zu löschen.
Der Vorfall führte zu einer Reihe rascher politischer Änderungen im Land, darunter die Beschleunigung eines Zertifizierungsprogramms für Elektrofahrzeugbatterien und neue Regeln in Seoul, die verhindern sollen, dass Besitzer ihre Fahrzeuge in Tiefgaragen „überladen“. Es drängte die Autohersteller auch dazu, etwas zu tun, was sie normalerweise nicht tun würden: offenzulegen, wer die Batterien für ihre Elektroautos herstellt. (Anfang September kündigte die südkoreanische Regierung an, sie werde die Autohersteller zwingen, diese oft geheimen Informationen offenzulegen.)
Daten des National Transportation Safety Board, der unabhängigen Bundesermittlungsbehörde in den Vereinigten Staaten, zeigen, dass die Gefahr von Batteriebränden bei Elektrofahrzeugen gering ist. Tatsächlich sehr schwach. Eine Analyse dieser Daten durch eine Versicherungsgesellschaft legt nahe, dass pro 100.000 Verkäufe mehr als 1.500 Benzinautos Feuer fangen, verglichen mit nur 25 Elektrofahrzeugen.
In gewisser Weise ist Feuer eine inhärente Gefahr jeder Batterietechnologie. Fachleute sprechen vom „Feuerdreieck“, dem Drei-Zutaten-Rezept zum Anzünden. Feuer braucht Sauerstoff, einen Funken und Brennstoff. Da der Zweck eines Lithium-Ionen-Elektrofahrzeugs darin besteht, Energie zu speichern, ist Kraftstoff immer vorhanden. Batterien von Elektrofahrzeugen sollten dicht gepackt und von anderen Teilen des Autos isoliert sein, doch bei einem katastrophalen Unfall können schnell Sauerstoff und Wärme in die Mischung gelangen.
Baue eine feuerfeste Batterie
Einige Batteriehersteller haben Maßnahmen ergriffen, um das Risiko eines Batteriebrandes zu verringern. Die erste besteht darin, strenge Herstellungsprozesse und -standards zu schaffen. Dies ist wichtig, da selbst der kleinste Defekt einer Batterie einen Brand verursachen kann, sagt Venkat Srinivasan, der Batterien untersucht und das Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science am Argonne National Laboratory in den Vereinigten Staaten leitet.
Um zu verstehen, warum die Batterieherstellung für das Brandrisiko wichtig ist, muss man die Grundprinzipien von Lithium-Ionen-Batterien verstehen. Die Anode und die Kathode der Batterie speichern Lithium und sind durch einen Elektrolyten verbunden, eine flüssige Chemikalie, die Lithiumionen zwischen den beiden leitet, um Energie zu speichern oder freizugeben. Wenn beispielsweise durch einen unsauberen Herstellungsprozess ein winziges Metallteilchen in diesen Elektrolyten gelangt und dieser während des Ladens der Batterie weiterhin elektrisiert wird, kann es zu einem Funken kommen, der die Batteriezelle öffnet und dazu führt, dass Sauerstoff in die Zelle eindringen und diese möglicherweise freilegen kann die gesamte Batterie zündet.
Solche Probleme bei der Batterieherstellung treten auf. Im August forderte Jaguar rund 3.000 Besitzer seines 2019er SUV I-Pace auf, ihre Fahrzeuge aufgrund der Brandgefahr, die mit drei Bränden in Verbindung gebracht wurde, draußen zu parken. Der Hersteller hinter den Paketen für diese Fahrzeuge, das südkoreanische Unternehmen LG Energy Solution, ist seit 2022 Gegenstand einer Verkehrssicherheitsuntersuchung in den Vereinigten Staaten. BMW, General Motors, Hyundai, Stellantis und Volkswagen haben allesamt Fahrzeuge wegen der Batterie zurückgerufen Risiken (einige davon eher bei Hybridfahrzeugen als bei vollelektrischen Fahrzeugen). Aber diese Situationen sind selten. Durch robuste Herstellungsprozesse „kann man das Brandrisiko nie völlig auf Null reduzieren, aber gute Unternehmen haben das Risiko minimiert“, sagt Srinivasan.
Weniger brennende Chemikalien
Die gute Nachricht ist, dass sich in Autos bereits weniger feueranfällige Batterien befinden, da spezielle Chemikalien schwieriger zu entzünden sind. Seit der erste Tesla im Jahr 2008 auf die Straße kam, besteht die Standardbatterie in Elektrofahrzeugen hauptsächlich aus Nickel und Kobalt. Batterien mit dieser Zusammensetzung laden sich schnell auf und speichern viel Energie, was ideal für den Einsatz in Elektrofahrzeugen ist, da Fahrer von Fahrzeugen, die sie nutzen, von einer größeren Reichweite und schnelleren Aufladungen profitieren. Bei niedrigeren Temperaturen im Bereich von 210 bis 150 Grad Celsius ist es auch wahrscheinlicher, dass sie in einen „thermischen Durchbruch“ geraten.
Beim thermischen Durchgehen handelt es sich um einen Zustand, in dem Lithium-Ionen-Batterien in eine Art Teufelskreis geraten: Eine beschädigte Batteriezelle erzeugt Hitze und brennbare Gase, die wiederum mehr Hitze und brennbare Gase erzeugen, die benachbarte Batteriezellen zu erhitzen beginnen, die wiederum mehr Wärme abgeben und Gas. Das Feuer wird dann autonom und schwer zu löschen.