PV-Speicher explodiert: Lithium-Batterien ausgasen erkennen, Gaswarnmelder?

[sti87]

Hi Daniel,

gemäss Datenblatt steht nur das bei Batterietechnologie:

Lithium-Ionen-Technologie Batteriemodul-Typ NCA: Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid (NCA) Batteriemodul-Typ NMC: Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid (NMC) Batteriemodul-Typ 250B K30 T03: Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid (NCA)

vG

[FrankMaier]

Hintergrund:
Es handelt sich um Senec. Diese nutzen Lithium Ionen Akkus, wie sie auch in E-Autos verbaut werden, oder in allen handelsüblichen Elektrogeräten. Diese explodieren gerne, im Falle eines Defekts.
Andere Hersteller von PV-Speicher nutzen aus genau diesem Grund die nicht so Leistungsdichten aber wesentlich sichereren Lithium-Eisenphosphat Akkus.

Senec war der Meinung genug getan zu haben, um eine Explosion der LiIon Akkus verhindern zu können.
https://senec.com/de/senec-blog/sich...-stromspeicher
"SENEC-Heimspeicher entsprechen all diesen Regeln und Anforderungen. In ihnen kommt ein mehrstufiges Sicherheitssystem zum Einsatz. Das beginnt auf der Ebene der einzelnen Batteriezellen, die mit Überdruckventilen ausgestattet sind. Hier zahlt es sich aus, dass wir ausschließlich Zellen namhafter Qualitätshersteller verwenden."

Dem war wohl nicht so. Senec, bzw. deren Kunden haben dort am falschen Ende gespart.

[ETechniker]

Schon spannend, wenn innerhalb weniger Wochen drei Häuser in die Luft fliegen. Bei allen als Ursache die Batterie eines einzigen Herstellers.
Und dieser kommt zum Schluss, alles getan zu haben. Alleine von der Statistik schon echt „interessant“…

[dreamy1]

Da wären wir wieder bei meiner Ausgangsfrage, nach welchen Kriterien bzw. Schutzmechanismen sowas überhaupt in Verkehr gebracht werden darf.

Dass gleich mehrere Geräte trotz "mehrstufigem Sicherheitssystem" hochgehen (und wir reden hier nicht über einen Schmorbrand oder ähnliches), lässt Schlimmes vermuten. Entweder war das nur das übliche Marketinggeschwätz, völlig falsch designte oder nicht fehlersichere Schutzsysteme oder die Zellen hatten eine nicht akzeptable Qualität. Und das bei einem so heiklen Energiespeicher mit enormer Leistungsdichte. Kontrolliert hat das anscheinend niemand, das wirft weitere Fragen auf.

Mir tun die Hausherren/Bewohner leid. Es muss wohl erst Leid mit Außenwirkung entstehen, bevor man einem solchen Treiben ein Ende bereitet.

[nipponichi]

Gähn, die Sau ist doch vor ein paar Jahren schonmal durchs Dorf getrieben worden.
Die Hersteller hatten damals eigentlich draus gelernt.
Wenn man selber nicht dasselbe Modell im Keller stehen hat, abwarten, was da als Ursache raus kommt.

Ich würde mich immer für einen LFP-Akku entscheiden, da dürfte das Risiko minimal sein.

[dreamy1]

Uff, gerade bei Senec gelesen: "Die Fernabschaltung der Batterie-Funktionen bleibt bis auf Weiteres aktiv."

Das heißt, die können aus der Ferne auch ohne meine Zustimmung einfach anklicken was mein (!) Speicher an Grundfunktionalität hat? In dem Fall war es ja hilfreich, um noch mehr hochgehende Häuser zu verhindern (ein gescheites offline-Schutzsystem wäre mir lieber)....aber die Möglichkeiten der Fremdbestimmung finde ich etwas erschreckend...

EDIT: Komischerweise liest man auf der Homepage rein gar nichts von den Vorfällen. Da steht nur was "Informationen zum Standby-Modus" für diejenigen, die sich über den eingeschränkten Betrieb wundern.

[concept]

Schon spannend, wenn innerhalb weniger Wochen drei Häuser in die Luft fliegen.

die 3 waren schwurbler, deshalb sind die hütten in die luft geflogen!

[hyman]

Weiss man was für eine Speichertechnolgie es war, LiPo oder LiFePO4?

LiFePO4 war es garantiert nicht. Die können prinzipbedingt nicht durch gehen. Selbst dann nicht, wenn Du einen Nagel durch haust.

[concept]

habe ich auch gelesen, dass die wesentlich robuster und sicherer sind und eigentlich die richtige technologie für stationäre anwendung. und auch tesla setzt die wohl in einem modell ein, wenn ich mich nicht täusche.

aber soweit ich weiss, haben die auch ein sicherheitsventil. wenn also hier auch brennbare gase austreten können, was die in post #9 verlinkte studie nahelegt, dann geht zwar nicht die batterie hoch, aber dennoch das haus, wenn sich das gas entzündet.

wer zu LiFePo4 mehr weiss, bitte gerne posten!

[Aquilin]

Mann muss Lithium Ionen Akkus immer gut behandeln und überwachen.
Bei Benchmarks sehen wir immer wieder, dass viele Hersteller die Grenzwerte in der BMS falsch setzen, teilweise werden sogar wegen der Kosten BMS ICs für NiCd Zellen für Lithium Ionen Akkus eingesetzt, die wichtige Parameter nicht überwachen.
Auf wiederholtes Laden nach einer Tiefentladung reagieren Li-Ionen Akkus oft mit Dendrieten Bildung
Leider ist Single Cell Monitoring nicht in jeder BMS Integriert, somit kann es vorkommen, dass eine einzelne Zelle tiefentladen ist und die BMS es nicht merkt.
Irgendwann durchstoßen die Dendrieten die Seperatorfolie und es kann zu einen thermal runaway kommen.
Gerade neuere Zellen mit hoher Energiedichte sind anfälliger dafür, man setzt dünnere Seperatoren ein um die Energiedichte zu erhöhen.

[concept]

teilweise werden sogar wegen der Kosten BMS ICs für NiCd Zellen für Lithium Ionen Akkus eingesetzt, die wichtige Parameter nicht überwachen.
(...)
Leider ist Single Cell Monitoring nicht in jeder BMS Integriert, somit kann es vorkommen, dass eine einzelne Zelle tiefentladen ist und die BMS es nicht merkt.

beides halte ich für mindestens grobfahrlässig!

[knxodernix]

Egal welche Technologie eingesetzt wird und wie die Zellen angeordnet werden, zu einem "thermal runaway" kann es aktuell immer kommen.


Das Problem ist, das bereits bei geringen Temperaturen ab ca. 150 bis 250 Grad (je nach Technologie) H2, Co2 und CO entsteht; Gerade H2 in nicht geringen Mengen.
Wenn dann der Sicherheitsdeckel fliegt, dann treten eben die brennbaren Gase in die Umgebung aus und können sich entzünden. Ob dabei die Batterie selbst durchgeht, also brennt, spielt keine Rolle. Durch die Mischung von H2 und O2 genügt dann ein kleinster Funken von der z.b. Elektrik/Heizung und dann kommt es eben zu den beschriebenen Schadensbildern.

LiFePO4 gilt als relativ sicher, da hier ab einem "thermal runaway point" die Temperaturen nur sehr langsam steigen, etwa 2 Grad pro minute gegenüber bis zu 400 Grad pro minute bei anderen wie z.b. lco , nca, usw.
Dadurch bleibt bei der LiFePO4 dem BMS genug Zeit gegen zu steuern und eine Überhitzung mit Ausgasung zu verhindern.
Aber:
Nur die Kathode eines Lithium-Eisenphosphat-Akkus ist weniger brennbar als die Kathoden anderer Lithium-Ionen-Akkus. Bei der Entflammbarkeit des Elektrolyts oder der Anode gibt es keine wesentlichen Unterschiede in Bezug auf die Brennbarkeit.
Gibt es kein BMS oder tritt ein anderer Defekt ein, kann auch solch eine Kombi durchgehen und H2 ausgasen, wobei die statistische Wahrscheinlichkeit eher gering ist.
Trotzdem gelten auch solche Zellen ab 100Wh als Gefahrgut der Klasse 9 in Flugzeugen.


Im meinem eigenen Haus würde aktuell nur eine LiFePO4 mit BMS kommen. Als Zusatz dann noch eine Abluftmöglichkeit (dezentrale Wohnraumlüftung mit genug Power wäre eine Möglichkeit) die per Temperatursensoren aktiviert würde. Idealer Einsatzfall einer knx-Logik.
Mehr kann man aktuell nicht machen. Sobald ein normale Li-Batterie durch geht bleiben vom "runaway point" bis zum ausgasen nur etwa 30sek. Viel zu wenig um da noch adäquat reagieren zu können.

Und hier ein Video um sich mal was darunter vorstellen zu können, wie es dann im Keller abgeht
https://www.youtube.com/watch?v=fX8ET-FcEh4

[tsb2001]

wer zu LiFePo4 mehr weiss, bitte gerne posten!

Hier gibts von der Firma Sonnen einen Nadelpenetrationstest in Akkus; als Vergleich einmal in einen normalen Lithium-Akku und einmal in einem LiFePo4-Akku.
Da werden die Unterschiede extrem sichtbar und es wird auch erklärt, warum das so ist.
Ich finde es sehr informativ.

Wer das Vorgeplänkel übergehen möchte, ab 4:45 startet der Test mit der Erklärung:
https://youtu.be/7eKGF2PtQoY

[hyman]

Egal welche Technologie eingesetzt wird und wie die Zellen angeordnet werden, zu einem "thermal runaway" kann es aktuell immer kommen.

Falsch. Bei LiFePO4 kann es zu keinem Thermal Runaway kommen. In diesen Zellen ist so wenig Lithium drin, dass das physikalisch nicht möglich ist. Dabei verstehe ich unter thermal runaway, dass der Akku ohne externe Energiezufuhr immer heißer wird und sich selbst entzündet. Und das passiert bei LiFePO4 selbst unter extremen Bedingungen nicht.

Das Problem ist, das bereits bei geringen Temperaturen ab ca. 150 bis 250 Grad (je nach Technologie) H2, Co2 und CO entsteht; Gerade H2 in nicht geringen Mengen.

Es ist denkbar (soll heißen: ich weiß es nicht), dass bei solchen Temperaturen diese Gase entstehen. Nun ist es aber bei LiFePO4-Akkus so, dass solche Temperaturen nur durch kontinuierliche externe Energiezufuhr -- sprich: krasses Überladen -- auftreten können. Es ist also Aufgabe der Ladeelektronik, die Ladespannung im zulässigen Bereich zu halten. Im Falle des Versagens des Ladegeräts oder einzelner Akkuzellen ist es Aufgabe des Einzelzellenüberwachung des BMS, zu hohe Zellspannungen durch Abschaltung zu verhindern. Ebenso muss das BMS und eine zusätzliche Schmelzsicherung zu hohe Ströme verhindern. Wenn sich ein Speicherhersteller daran nicht hält, ist das in der Tat

grobfahrlässig.

Beide von mir genannten Tatsachen bestätigt der im Video gezeigte Praxistest:

• Die LiFePO4-Zelle erhitzt sich selbst bei der Durchdringung mit einem Nagel nicht über die kritische Temperatur, bei der gefährliche Gase in größeren Mengen austreten würden oder Nachbarzellen im Speicher in Mitleidenschaft gezogen würden.
• Die Li-Ionen-Zelle brennt sofort und würde in einem größeren Speicher den gesamten Speicher mit abfackeln.

Für Autos haben LiFePO4-Akkus zu geringe Energiedichte, deshalb gibt es auch keinen Tesla mit LiFePO4-Akkus. Immerhin warnt aber ein Tesla so rechtzeitig vor einem Thermal Runaway, dass man noch rechts ran fahren und das Auto verlassen kann, bevor es abbrennt, das hat die Praxis schon gezeigt.

In stationären Anwendungen würde ich dagegen niemals die gleichen Zellen wie in Autos verwenden, sondern nur LiFePO4.

[wegwerf]

Für Autos haben LiFePO4-Akkus zu geringe Energiedichte, deshalb gibt es auch keinen Tesla mit LiFePO4-Akkus.

Gehe ich so nicht mit
Etwa in der Mitte der Seite oder einfach nach LFP auf der Seite suchen.

https://www.tesla.com/ownersmanual/m...641FFAEF4.html