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.
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.
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.
| Norm | Inhalt |
|---|---|
| VDE-AR-E 2510-50 | Deutsche Sicherheitsanforderungen für stationäre Li-Ion-Batterien |
| NFPA 855 | US-Standard für stationäre Energiespeichersysteme |
| IEC 62619 | Internationale Sicherheitsanforderungen für industrielle Li-Ion-Batterien |
| UL 9540A | Testmethode für Thermal Runaway Propagation |
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.
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.
Zuletzt aktualisiert: 2026-11-03