Akkuladeschränke im Betrieb — Sichere Lagerung und Ladung von Lithium-Ionen-Akkus nach DGUV und VDMA 24994

Warum Lithium-Ionen-Akkus besondere Lagerung erfordern

Lithium-Ionen-Akkus speichern große Energiemengen auf kleinem Raum. Genau diese Eigenschaft, die sie so nützlich macht, ist auch die Ursache des Risikos. Bei mechanischer Beschädigung, Überladung, Tiefentladung oder einem internen Zelldefekt kann ein sogenannter Thermal Runaway eintreten: Die Zelltemperatur steigt ab ca. 80 °C unkontrolliert an und erreicht innerhalb von Sekunden Werte über 600 °C. Dabei werden toxische und brennbare Gase freigesetzt, darunter Flusssäure (HF), Kohlenmonoxid (CO) und Phosphorpentafluorid (PF₅). Im schlimmsten Fall kommt es zur Explosion.

Ein Li-Ion-Brand lässt sich mit Pulver- oder CO₂-Löschern kaum kontrollieren. Wirksam sind nur wasserbasierte Löschmittel mit hohem Kühleffekt, da sie die Zelltemperatur unter die kritische Schwelle senken. Erschwerend kommt hinzu, dass ein Thermal Runaway sich von Zelle zu Zelle ausbreiten kann (Propagation) und auch nach scheinbarer Löschung erneut aufflammen kann. Genau diese Eigenschaften machen eine kontrollierte Lade- und Lagerumgebung zwingend erforderlich.

Das Regelwerk: Von der GefStoffV über die DGUV bis zum VDMA 24994

Die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) bildet den rechtlichen Rahmen: Der Arbeitgeber ist verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen und geeignete Schutzmaßnahmen für den Umgang mit Gefahrstoffen festzulegen. Lithium-Ionen-Akkus fallen unter die GefStoffV, sobald bei einem Defekt gefährliche Stoffe freigesetzt werden können. Die TRGS 510 konkretisiert die Lagerungsanforderungen, ist aber primär auf klassische Gefahrstoffe in Behältern ausgelegt und adressiert die spezifischen Risiken von Li-Ion-Akkus nur am Rande.

Die DGUV Information 205-041 „Brandschutz beim Umgang mit Lithium-Ionen-Batterien" (Ausgabe Februar 2024) schließt diese Lücke auf 60 Seiten. Sie enthält allgemeine Informationen zu Li-Ion-Batterien, beschreibt die Gefahren des Thermal Runaway, gibt Hinweise zur sicheren Lagerung und Ladung und stellt Anforderungen an die Gefährdungsbeurteilung. Die DGUV 205-041 empfiehlt unter anderem, Akkus nur auf nicht brennbarem Untergrund und unter Beobachtung zu laden, beschädigte oder aufgeblähte Akkus sofort aus dem Verkehr zu ziehen und ausschließlich vom Hersteller freigegebene Ladegeräte zu verwenden.

Den jüngsten und für die Praxis wichtigsten Beitrag liefert das VDMA-Einheitsblatt 24994 (Ausgabe August 2024). Die zentrale Neuerung ist der Batteriebrandtest von innen (Klassifikation „I") als primäres Schutzziel. Im Gegensatz zur EN 14470-1, die den Feuerwiderstand von außen nach innen prüft (konzipiert für brennbare Flüssigkeiten), simuliert der VDMA-Test ein reales Worst-Case-Szenario: Ein Thermal Runaway wird im Inneren des Schranks ausgelöst, und der Schrank muss die gesamte freigesetzte Energie sicher einschließen. Dabei wird nicht über eine Zeitdauer (30, 60, 90 Minuten) definiert, sondern über die gelagerte Energie in Wattstunden (Wh). Der Anwender erhält so Klarheit darüber, welches maximale Energievolumen an Akkus in dem jeweiligen Schrank gelagert werden darf.

Die Zertifizierung nach VDMA 24994 erfolgt durch die European Certification Body GmbH (ECB-S) und umfasst neben der Typprüfung auch ein jährliches Produktionsaudit beim Hersteller. Vier Schutzklassen stehen zur Verfügung: I (Innenbrandschutz), I/O30, I/O60 und I/O90 (zusätzlich Außenbrandschutz über 30, 60 oder 90 Minuten). Wichtig für Einkäufer: Die Formulierung „geprüft nach VDMA 24994" oder „in Anlehnung an VDMA 24994" garantiert noch keine Zertifizierung. Entscheidend ist der Nachweis durch eine anerkannte Zertifizierungsstelle.

Geräte-Ladeschrank vs. Sicherheits-Ladeschrank: Der Unterschied

In der Praxis werden zwei grundlegend verschiedene Schranktypen für das Laden und Lagern von Akkus eingesetzt, die häufig verwechselt werden. Ihre Schutzziele, Konstruktionen und Preisklassen unterscheiden sich erheblich.

Der Geräte-Ladeschrank (z. B. LISTA Akkuladeschrank)

LISTA bietet Akkuladeschränke als Teil des Schranksystemprogramms an. Diese Schränke bestehen aus einem verschweißten Stahlblechgehäuse mit Pulverbeschichtung, Fachböden und integrierten Steckdosenleisten für das Laden von akkubetriebenen Geräten, Laptops, Tablets, Smartphones oder E-Bike-Akkus. Sie bieten Organisation, Diebstahlschutz und eine kontrollierte Ladeumgebung mit passiver Belüftung, jedoch keinen definierten Feuerwiderstand im Sinne eines Sicherheitsschranks nach VDMA 24994. Die Standardabmessungen (1.000 × 580 × 1.950 mm bei den größeren Modellen) entsprechen den Maßen der übrigen LISTA-Schranksysteme. Dadurch lassen sich Akkuladeschränke nahtlos in bestehende Schrankzeilen einfügen, ohne das Erscheinungsbild der Werkstatt zu stören.

Ein entscheidender Vorteil des LISTA-Systems ist die Integration der Akkuladeschränke in das LISTA-Baukastensystem. Die Schränke sind in den gleichen zwölf Standardfarben und sechs Farbkombinationen erhältlich wie die übrigen Schranksysteme. Die Gehäusetragkraft liegt bei bis zu 500 kg. Verfügbare Schließsysteme umfassen KEY Lock (Standard), CODE Lock und RFID Lock mit LISTA Access Software für die personalisierte Zugangskontrolle und Audit-Trail-Dokumentation. Die Sichtfenstertür, die bei einigen Modellen verfügbar ist, erlaubt es, den Ladezustand der Geräte zu prüfen, ohne den Schrank öffnen zu müssen. Ein zentraler Ein/Aus-Schalter ermöglicht das gleichzeitige Trennen aller Ladesteckdosen vom Netz, etwa bei Betriebsschluss oder im Alarmfall. Für Betriebe, die ihre Akkus während der Lagerung laden möchten und deren Gefährdungsbeurteilung kein erhöhtes Brandrisiko ergibt (z. B. bei kleinen Werkzeugakkus unter 100 Wh in geringer Stückzahl), ist der Geräte-Ladeschrank eine wirtschaftliche und praxistaugliche Lösung.

Der Sicherheits-Ladeschrank (nach VDMA 24994)

Sicherheits-Ladeschränke nach VDMA 24994 sind für ein anderes Schutzziel konstruiert: Sie müssen einen vollständigen Thermal Runaway im Inneren sicher einschließen, ohne dass Flammen, Fragmente oder unkontrollierte Gasentwicklung die Umgebung gefährden. Die Konstruktion umfasst typischerweise mehrschichtige Isolierung, druckentlastende Konstruktionselemente, thermisch getrennte Lagerebenen zur Vermeidung von Propagation, selbstschließende Türen und einen Anschluss für eine Absauganlage zur kontrollierten Ableitung von Rauchgasen. Die Preise liegen bei 3.000 bis 8.000 € und mehr, abhängig von Schutzklasse und Fassungsvermögen.

Häufige Fehler bei der Akkulagerung

Fehler Nummer eins: Akkus werden auf brennbarem Untergrund geladen. Holztische, Pappkartons oder Werkbänke mit Holzplatte sind keine geeignete Unterlage. Ein Thermal Runaway erzeugt Temperaturen über 600 °C, und ein brennbarer Untergrund wird innerhalb von Sekunden zum Brandbeschleuniger. Die korrekte Maßnahme: Laden auf nicht brennbarem Untergrund, idealerweise in einem dafür vorgesehenen Ladeschrank.

Fehler Nummer zwei: Es werden nicht zugelassene Ladegeräte oder Fremdladegeräte verwendet. Ein Ladegerät, das nicht auf den spezifischen Akkutyp abgestimmt ist, kann die Ladeschlussspannung überschreiten, was den Elektrolyten der Zelle zersetzt und einen Thermal Runaway auslösen kann. Die DGUV 205-041 weist ausdrücklich darauf hin, dass nur vom Hersteller freigegebene Ladegeräte verwendet werden dürfen.

Fehler Nummer drei: Beschädigte oder aufgeblähte Akkus bleiben im Betrieb. Ein aufgeblähter Akku ist ein Akku, in dem bereits eine Gasentwicklung stattgefunden hat. Er ist ein unmittelbares Sicherheitsrisiko und muss sofort aus dem Verkehr gezogen, in einem nicht brennbaren Behälter isoliert und fachgerecht entsorgt werden. Die weitere Nutzung oder Lagerung im normalen Ladeschrank ist nicht zulässig.

Praktische Kapazitätsplanung: Wie viel Energie darf in den Schrank?

Bei Sicherheitsschränken nach VDMA 24994 ist die maximal zulässige Batterieenergie (in kWh) eine zentrale Kenngröße. Sie wird im Rahmen der Typprüfung ermittelt und muss auf dem Schrank angegeben sein. Ein Rechenbeispiel: Zehn Werkzeugakkus vom Typ Stihl AP mit je 300 Wh ergeben eine Gesamtenergie von 3 kWh. Ein Sicherheitsschrank, der für 3 kWh zertifiziert ist, deckt dieses Szenario ab. Kommen weitere Geräte hinzu, beispielsweise fünf Laptop-Akkus mit je 60 Wh, steigt der Bedarf auf 3,3 kWh. Diese Kapazitätsplanung muss vor der Beschaffung erfolgen und bei Änderungen im Gerätepark aktualisiert werden.

Bei Geräte-Ladeschränken ohne VDMA-Zertifizierung gibt es keine normativ festgelegte Kapazitätsgrenze. Hier bestimmt die Gefährdungsbeurteilung, wie viele Akkus gleichzeitig geladen und gelagert werden dürfen. Die Empfehlung lautet, einen Sicherheitspuffer von 10 bis 20 % unterhalb der als vertretbar bewerteten Maximalmenge einzuhalten. Wer die Grenze überschreitet, sollte auf mehrere Schränke aufteilen oder auf einen zertifizierten Sicherheitsschrank umsteigen.

Umgebungsbedingungen: Temperatur und Belüftung

Lithium-Ionen-Akkus sollten in einer Umgebungstemperatur zwischen 10 und 40 °C geladen werden. Außerhalb dieses Bereichs steigt das Risiko von Zellschäden und Thermal Runaway deutlich an. In unbeheizten Lagerhallen im Winter oder in sonnenbeschienenen Containern im Sommer kann dieser Bedarf ein wichtiger Faktor sein, der in der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigt werden muss. Der Ladebereich sollte zudem ausreichend belüftet sein, da beim Laden geringe Mengen an Gasen entweichen können, die sich in einem geschlossenen, unbelüfteten Raum anreichern.

Bei der Aufstellung von Ladeschränken ist außerdem auf den Abstand zu brennbaren Materialien zu achten. Die DGUV 205-041 empfiehlt, einen Sicherheitsabstand von mindestens 2,5 Metern zu brennbarem Lagergut einzuhalten, wenn die Akkus außerhalb eines Sicherheitsschranks geladen werden. In einem zertifizierten Sicherheitsschrank entfällt diese Anforderung, da der Schrank selbst als Brandabschnitt fungiert. In der Praxis empfiehlt es sich dennoch, den Ladeschrank nicht direkt an einer Holzständerwand oder neben leicht entzündbarem Verpackungsmaterial aufzustellen.

Gefährdungsbeurteilung: Was dokumentiert werden muss

Die GefStoffV verpflichtet den Arbeitgeber, eine Gefährdungsbeurteilung für den Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus durchzuführen und zu dokumentieren. Diese Beurteilung muss unter anderem folgende Punkte umfassen: die Art und Anzahl der im Betrieb verwendeten Akkus (Zellchemie, Kapazität in Wh, Stückzahl), die Lade- und Lagerorte mit Bewertung der Brandlast in der Umgebung, die organisatorischen Maßnahmen (Ladeaufsicht, Ladezeitbegrenzung, Unterweisung der Beschäftigten), die technischen Maßnahmen (Schranktyp, Brandmeldeanlage, Löschmittel) und das Verfahren bei Beschädigung oder Auffälligkeiten (Aussortierung, Quarantäne, Entsorgung).

Die Gefährdungsbeurteilung bestimmt auch den erforderlichen Schranktyp. Wenn die Beurteilung ergibt, dass das Risiko durch kleine Werkzeugakkus in geringer Stückzahl als gering einzustufen ist, kann ein Geräte-Ladeschrank wie der LISTA-Akkuladeschrank ausreichend sein. Wenn die Beurteilung dagegen ein erhöhtes Risiko feststellt, etwa weil Akkus mit hoher Energiedichte (> 100 Wh pro Akku) in größerer Stückzahl gelagert und geladen werden, ist ein Sicherheitsschrank nach VDMA 24994 die angemessene Lösung. Die Entscheidung muss dokumentiert und bei wesentlichen Änderungen (neue Akkutypen, größere Stückzahlen, geänderter Lagerort) aktualisiert werden.

Versicherungsrechtliche Aspekte

Sachversicherer bewerten das Brandrisiko durch Lithium-Ionen-Akkus zunehmend strenger. Mehrere Versicherer haben inzwischen spezifische Anforderungen an die Akkulagerung in ihre Versicherungsbedingungen aufgenommen. Wer Akkus ohne geeignete Schutzmaßnahmen lagert und lädt, riskiert im Schadensfall nicht nur den materiellen Verlust, sondern auch den Einwand der Obliegenheitsverletzung durch den Versicherer. Das kann im Extremfall zur Leistungskürzung oder Leistungsverweigerung führen.

Vor allem Betriebe mit größeren Akkubeständen sollten die Anforderungen ihres Sachversicherers proaktiv abfragen und dokumentieren. Einige Versicherer gewähren Nachlässe auf die Prämie, wenn nachweislich ein nach VDMA 24994 zertifizierter Sicherheitsschrank im Einsatz ist. Die Investition in einen geeigneten Ladeschrank ist damit nicht nur eine Brandschutzmaßnahme, sondern auch eine Absicherung gegen versicherungsrechtliche Risiken und im besten Fall eine direkte Kosteneinsparung.

Ausblick: Warum das Thema weiter an Bedeutung gewinnt

Die Relevanz des Themas wird durch mehrere Entwicklungen verstärkt. Zum einen schreitet die Elektrifizierung von Werkzeugen und Fahrzeugen voran. Immer mehr Geräte, die früher kabelgebunden oder mit Verbrennungsmotor betrieben wurden, arbeiten heute mit Lithium-Ionen-Akkus. Hersteller wie Hilti, Makita und Bosch Professional haben ihre Produktportfolios in den letzten Jahren konsequent auf Akku umgestellt, während gleichzeitig die Kapazitäten kontinuierlich steigen.

Zum anderen nimmt die Energiedichte der Akkus zu. Sie werden kleiner, leichter und leistungsfähiger, gleichzeitig wächst jedoch auch das Gefahrenpotenzial pro Zelle. Moderne Zellchemien wie NMC 811 (Nickel-Mangan-Cobalt mit hohem Nickelanteil) oder NMC 9-0,5-0,5 erhöhen die Energiedichte weiter und stellen damit höhere Anforderungen an die Sicherheitsinfrastruktur.

Hinzu kommen strengere regulatorische Vorgaben. Das VDMA-Einheitsblatt 24994 ist dabei erst ein erster Schritt. Es dient bereits als Grundlage für eine europäische Norm, die sich in Vorbereitung befindet und voraussichtlich weitergehende Anforderungen definieren wird. Betriebe, die heute in eine konforme Ladelösung investieren, sind für diese Entwicklung vorbereitet.

Checkliste Akkuladeschrank: Gefährdungsbeurteilung für den Umgang mit Li-Ion-Akkus durchführen und dokumentieren · Art, Anzahl und Kapazität (Wh) aller im Betrieb verwendeten Akkus erfassen · Schranktyp nach Risikobewertung wählen: Geräte-Ladeschrank für geringe Risiken, Sicherheitsschrank nach VDMA 24994 für erhöhte Risiken · Bei Sicherheitsschränken auf echte Zertifizierung achten (ECB-S), nicht nur auf „in Anlehnung" · Maximale Energiekapazität (kWh) des Schranks beachten und nicht überschreiten · Nur vom Hersteller freigegebene Ladegeräte verwenden · Beschädigte und aufgeblähte Akkus sofort aussortieren und separat lagern · Ladevorgang auf nicht brennbarem Untergrund durchführen · Beschäftigte jährlich über den sicheren Umgang mit Li-Ion-Akkus unterweisen · Umgebungstemperatur im Ladebereich zwischen 10 und 40 °C halten · Sachversicherer über die getroffenen Maßnahmen informieren · Gefährdungsbeurteilung bei Änderungen (neue Akkutypen, größere Stückzahlen) aktualisieren