Was ist Thermal Runaway bei Batteriespeichern?

Kurzdefinition: Unkontrollierte exotherme Kettenreaktion in Lithium-Ionen-Zellen

Thermal Runaway ist eine unkontrollierte exotherme Kettenreaktion in Lithium-Ionen-Zellen, bei der Temperatur und Druck exponentiell ansteigen. Der Prozess beginnt typischerweise ab ca. 130°C bei NMC-Zellen bzw. 270°C bei LFP-Zellen.

Thermal Runaway: Eskalationskette ZellfehlerDendrit / Defekt Int. KurzschlussRiso → 0 T-Anstieg80→680°C GasfreisetzungH₂, CO, HF PropagationZelle→Modul BrandContainer/Gebäude Zeitrahmen: Interner Kurzschluss bis Brand, unter 30 Sekunden möglich (NMC-Chemie) Prävention: BMS-Überwachung (ΔT, ΔU) + Gasdetektoren + Löschanlage + Propagationsbarrieren

Wie läuft ein Thermal Runaway ab?

Der Ablauf folgt einer charakteristischen Kaskade: Zunächst zersetzt sich die SEI-Schicht (Solid Electrolyte Interphase) ab ca. 90°C. Ab 130°C schmilzt der Separator, was einen internen Kurzschluss verursacht. Es folgt die Zersetzung des Elektrolyten unter Freisetzung brennbarer Gase (Methan, Ethylen, Wasserstoff). Die Temperaturen können innerhalb von Sekunden auf über 700°C ansteigen.

Warum ist Thermal Runaway Propagation das größte Risiko?

Das kritischste Szenario bei Großbatteriespeichern ist die Propagation, die Ausbreitung des Thermal Runaway von einer Zelle auf benachbarte Zellen und Module. Ohne geeignete Gegenmaßnahmen kann ein einzelnes Zellereignis zum Brand des gesamten BESS-Containers führen. Die Bewertung der Propagationsresistenz ist ein zentraler Bestandteil jedes BESS-Sicherheitsgutachtens.

Welche Normen regeln den Schutz vor Thermal Runaway?

NormInhalt
VDE-AR-E 2510-50Deutsche Sicherheitsanforderungen für stationäre Li-Ion-Batterien
NFPA 855US-Standard für stationäre Energiespeichersysteme
IEC 62619Internationale Sicherheitsanforderungen für industrielle Li-Ion-Batterien
UL 9540ATestmethode für Thermal Runaway Propagation

Häufige Fragen

Ab welcher Temperatur beginnt Thermal Runaway?

Bei NMC-Zellen beginnt die SEI-Zersetzung ab ca. 90°C, der eigentliche Thermal Runaway ab ca. 130°C. LFP-Zellen sind thermisch stabiler, hier beginnt der Prozess erst ab ca. 270°C. Dies ist einer der Gründe für die zunehmende Verbreitung von LFP im stationären Speichermarkt.

Kann Thermal Runaway verhindert werden?

Thermal Runaway kann durch mehrere Schutzebenen minimiert werden: BMS-Überwachung mit Zellspannungs- und Temperaturmonitoring, aktive Kühlung, thermische Barrieren zwischen Modulen, Gasdetektion, Löschsysteme und bauliche Brandschutzmaßnahmen. Ein umfassendes Sicherheitskonzept nach VDE-AR-E 2510-50 ist zwingend erforderlich.

Verwandte Begriffe

IEC 62619BatteriemanagementsystemState of Health

Praxisbeispiele

Wissenschaftliche Studien

Zuletzt aktualisiert: 2026-11-03