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Test: feuerfestes Gehäuse für 18650 Powerwall mit 840 Heatern abfackeln

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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
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Themenstarter  

Hallo zusammen,

meine Powerwall aus 840 Stück 18650 LiIonen Zellen aus gebrauchten Laptop- und eBike Akkupacks habe ich im Keller in einer feuerfest ausgekleideten Metallkiste

Detailinfos und Bilder vom Aufbau s. hier -> Projekttagebuch: 10kWh Akku mit 3kWp auf dem Holzunterstand

Um zu testen, ob die Kiste mit meinem Aufbau aus 40mm Mineralwolle und Fermacellplatten auch tatsächlich feuerfest ist und im Fall des Falls auch tatsächlich einen Lithiumbrand mit 1.000°C übersteht möchte ich eine weitestgehend identische Kiste bauen, mit ebenfalls 840 Zellen bestücken und dann ein Überladen / Überhitzen provozieren.
Dazu nehme ich natürlich keine guten Zellen sondern solche, die eh zum Wertstoffhof wandern würden und ganz besonders Heater, s. auch
-> [Suche] Heater Zellen für Experiment

Ich möchte hier den Test dokumentieren und euch dabei Teil haben lassen.

Starten wird der Test erst im Frühjahr irgendwann da es bei winterlichen Außentemperaturen schwierig sein wird, die Zellen zu überhitzen. Zudem habe ich noch nicht genügend beisammen, aktuell etwa 300 / 350 Stück.
Außerdem möchte ich den Test unter Aufsicht der Feuerwehr durchführen, hier haben bislang noch keine Gespräche stattgefunden aber ich hoffe, dass die das als Feuerwehrübung machen werden.

Da ich schon einige Heater von euch zugeschickt bekommen habe und zudem gerade selbst auch ein paar 2.900mAh Zellen mit Rost aussortiert habe...

...habe ich am Wochenende schonmal angefangen zu basteln.

schade um die guten Panasonic PF, aber hilft ja nix

hier das ist ein 60er Pack gemischt mit Sanyo Heatern und "normalen" die aber nur noch um die 1.000mAh Restkapazität haben

der Plan: ich werde zwei 60er Packs richtig zusammenbauen, also mit Busbars etc. und dann versuchen, mittels Überladen zum Brennen zu bringen. Die restlichen Zellen werde ich nicht verlöten sondern einfach nur so in Zellhalter stecken und in die metallkiste packen genau so wie beim Original

Lötpunkte auf Roststellen ist fast nicht möglich

die Busbars müssen ja keine hohe Belastung aushalten, deswegen nur 1x 1,5mm² (da doppelt genommen sind das dann 3mm² = ausreichend für etwa 5A ohne, dass es sich erhitzt. Und falls doch - eigentlich will ich ja genau das bezwecken 😉

um besser hin und her umstecken zu können verwende ich dieses Mal Krokoklemmen anstatt richtigen Kabelschuhen, dann bin ich während des Versuchsaufbaus flexibler

sieht irgendwie seltsam aus, so dünn und wie ein Spielzeug Smile

der Rest dann wie immer. Zellhalter durchbohren, die Busbars beidseitig mit Kabelbindern verzurren

Leitfaden Akkus & PV von A-Z
Projekttagebuch: 10kWh Akku mit 3kWp auf dem Holzunterstand
China-Akku 18650 Test - 508.800mAh in 62 Zellen
Beschaffung der Akkus und deren Kosten // Akkuquellen


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258
Themenstarter  

ich verlöte die Zellen mit normalem 0,2mm Sicherungsdraht. Wozu?
1. möchte ich gerade bei defekten Zellen ganz gerne eine Sicherung haben, falls etwas schief geht
2. ist das tatsächlich die schnellste und einfachste Methode für mich, um Zellen und Busbar zu verbinden

ich verlöte den Sicherungsdraht am Stück in Schlangenlinien, also ist jede Zelle doppelt angebunden.
Übrigens: beim Löten ist nur ein Draht durchgebrannt, da war eine komplett leere Kurzschlusszelle dabei.

da ich erwarte, dass die Zellen sich bis zum Frühjahr entladen werden habe ich noch zwei Voltmeter angelötet, um die Spannung im Blick zu haben und ggf. nachladen zu können.

in der Regel versucht man ja eher, defekte Zellen und Heater zu erkennen und aus zu sortieren - ich baue halt zwei komplette Akkupacks daraus LoL

so gebalanced können sie dann bis zum Experimentstart verbringen

Das war's erstmal, ich werde hier hin und wieder den Fortschritt posten, wenn es neue Zellen / Ideen gibt.
Btw: ich habe keine Kiste mehr. Die, die eigentlich für das Experiment gedacht war ist nun für das 600W Grundlastsystem von Muttern verplant Mr. Green

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 Adfx
(@adfx)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 38
 

Moin Stefan,

Ich bin sehr gespannt auf das Ergebnis. Und wo du das so explizit erwähnst, der Großteil an heatern sind bei mir auch Sanyo Akkus. Mittlerweile „Ärgere“ ich mich fast wenn rote Zellen aus nem akkupack zum Vorschein kommen 😀
Ich schicke dir kommendes WE die erste Lieferung. Ich denke danach kommen nicht mehr so viele zusammen. Habe nur noch 10 packs zu öffnen und bin dann durch mit sammeln denke ich...

VG
Eddy

Aktuell: PV:370Wp (Süd) an WR:EVT560
Zukunft: PW mit ca. 5-7kWh mal sehen wie gut die Ernte läuft, daran dann angepasst mehr PV für mehr Wp


   
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 Mark
(@mark)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 5 Jahren
Beiträge: 129
 

Hallo Stefan,
wenn Du nach Akkus suchst, gib bitte Bescheid. Ich kann Dir einige Hundert schenken, die bei mir zuwenig Kapazität haben <1300 oder defekte Zellen.

Gruß Mark


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258

   
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(@fubar)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 42
 

Hi Stefan!

Ich muss gestehen ich war schon länger nimmer im Forum.
Aber gestern ist bei uns in der Gegend in einer Garage wohl ein Akku hochgegangen. Gibt zwar keine Details ob es Lipos waren oder nen Bike Akku oder oder oder.
Aber ich musste an deinen geplanten Versuch denken. Ist das Vorhaben noch aktuell? Oder gibt es sogar inzwischen Ergebnisse?


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258
Themenstarter  

oha Shock

Nee, bin leider noch nicht dazu gekommen, ich komme aus den "Baustellen" zu Hause gerade nicht mehr raus, die Kiste wartet noch immer brav im Eck.

Falls Du Details zu dem Vorfall hörst / liest - immer her damit, am besten vielleicht in den passenden Thread rein -> Brandgefahr von Akkus

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(@paddy72)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 615
 

oha Shock

Nee, bin leider noch nicht dazu gekommen, ich komme aus den "Baustellen" zu Hause gerade nicht mehr raus, die Kiste wartet noch immer brav im Eck.

Falls Du Details zu dem Vorfall hörst / liest - immer her damit, am besten vielleicht in den passenden Thread rein -> Brandgefahr von Akkus

Hast Du schon einmal probiert eine einzlne 18650er rein elektrisch zum thermischen Durchgehen zu bewegen?

Ich habe das schon mehrfach versucht - immer erfolglos. Bei einigen alten Laptopzellen gibt es noch die PTC-Sicherung, die schaltet bei zu hohem Strom ab. Aber auch das CID wirkt i.d.R. zuverlässig und schaltet die Verbindung kompl. bei Druckaufbau in der Zelle ab. Man kann das CID zwar resetten (etwas tricky) - aber das löst das Problem nicht. Wirklich durchgehen tun sie nur unter Hitze (ab 150+ Grad, oder massiver mechanischer Beschädigung). Zur sicheren Zündung solltest Du evtl. einen kleinen Zünd-/Brandsatz einbauen Shock
Aber in jedem Fall ein interessantes Projekt - bin sehr gespannt!
Meine Prognose: je nach Stabilität der Metallkiste, könnte es bei einem massiven Durchzünden und Druckaufbau dazu kommen, dass die ganze Kiste einfach aufgesprengt wird!


   
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(@tc-hamb)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 4
 

Aehm...kurze Frage. Nur weil ich nicht will, das irgendwo ein (un)-kontrolliertes Feuer evtl. meine Stadtteil niederbrennt: wie...willst du das den zum Schluss löschen? Oder wartest du einfach bis das aufhört zu brennen?

Hier ein par Gedanken in dem Zusammenhang:

- immer eine Schutzbrille tragen :geek:
- die Fliesen von deinem Foto würden es wohl nicht überleben. (Schon klar. Du würdest das nicht in deiner Garage testen Shock )
- das Holzgestell wirds auch nicht überleben.
- Beton neigt ab 1.000°C zum explodieren (wer mal auf dem Boden geschweißt hat...)
- nach einer schnellen Suche: Fermacell geht bis 100°C, Mineralwolle (Steinwolle) bis 1.000°C, Glaswolle schmilzt bei 700°C
- Feuerfest bedeutet nicht formstabil
- was für ein Stahl ist das den? Kann man die Feuerfestigkeit nicht im Datenblatt des Stahls nachlesen?
- Auch wenn der Stahl es aushält: Was machst du mit der glühenden Kiste mit eingebautem Metallbrand? Evtl. wird die Strahlungshitze dann ein Problem für umliegende Gegenstände?
- Wenn ich mich recht erinnere hat Andreas mal ein YT Video zum Thema Feuer gemacht. Stand da nicht auch ein Löscher explizit für Metallbrände? (oder war das das Löschpulver?)

Die Feuerwehr stellt bei Batteriebränden den Wagen in einen gewässerten Conainer und wartet ein par Tage.
Sowas hatte ich auch überlegt: ein Behälter der eine hohe Temperatur aushält, so das man ihn unter Wasser setzen kann. Dazu ein verschlossener Zulauf, der bei Feuer schmilzt und in den Behälter ausläuft. Aber die Idee, "den Batterieraum unter Wasser zu setzen" :problem: Kann mich noch nicht mit der Idee anfreunden...
Und perfekt: der Wikipedia-Artikel zum Thema Metallbrand sagt genau das Gegenteil... "mit Sand abdecken"...wir sind also offiziel wieder auf dem Level der Ägypter..na toll.

Viel Glück und bleib gesund!!

CU TC


   
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(@dentec)
Batterielecker
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 237
 

Außerdem möchte ich den Test unter Aufsicht der Feuerwehr durchführen, hier haben bislang noch keine Gespräche stattgefunden aber ich hoffe, dass die das als Feuerwehrübung machen werden.

Als jemand, der Stefan schon länger in diesem Forum verfolgt, glaube ich einschätzen zu können, dass er da keine fahrlässigen Versuche macht und schon gar nicht das Experiment in seinem Haus ausführen wird.
Ich bin gespannt auf die Ergebnisse.

15kWp PV, 15kWh DIY-Akku (7S) mit DIY-BMS V2.0, FelicitySolar 10kWh + Victron Multiplus2, 2xEAuto m. PV-gesteuerter Wallbox (evcc)


   
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(@tc-hamb)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 4
 

... Aufsicht der Feuerwehr ...

Okay. ich chill wieder... ! 😉


   
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Stefanseiner
(@stefanseiner)
Mitglied Moderator
Beigetreten: Vor 4 Jahren
Beiträge: 2258
Themenstarter  

ganz zu Anfang hatte ich mal vor, das in meinem (recht großen) Garten zu machen, dann die Idee aber bei genau denselben Gedanken, wie Du sie hattest, schnell wieder verworfen und deswegen:
Entweder die Feuerwehr macht da mit, oder das wird nicht stattfinden können

Leitfaden Akkus & PV von A-Z
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China-Akku 18650 Test - 508.800mAh in 62 Zellen
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(@haegar)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 14
 

Servus Stefan,

mein erster Beitrag, bin gerade dabei das Forum durchzulesen, bis zum Ende dauert es noch ein Bisschen. Mr. Green

Was ist jetzt aus Deiner Idee geworden? Hab ich was übersehen oder noch nicht gelesen?


   
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(@mobilesinmobile)
Autarkiekönig
Beigetreten: Vor 3 Jahren
Beiträge: 430
 

Könnte hier auch noch Panasonic Zellen beisteuern, sind zwar keine Heater aber halten mir die Spannung zu wenig über 2 Monate. Die haben aber rein prinzipiell eine eingebaute "Sicherung" die bei steigender Temperatur die Chemische reaktion Bremst so dass solche Zellen an sich nicht Thermisch durchgehen sollten.
Einen Nagel hab ich mal durchgeschlagen. Das Holz wo ich die Zelle eingeklemmt hatte ist etwas schwarz/dungelbraun geworden aber mehr war nicht.


   
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(@cephalotus)
Vorsichtiger Stromfühler
Beigetreten: Vor 2 Jahren
Beiträge: 64
 

ganz zu Anfang hatte ich mal vor, das in meinem (recht großen) Garten zu machen, dann die Idee aber bei genau denselben Gedanken, wie Du sie hattest, schnell wieder verworfen und deswegen:
Entweder die Feuerwehr macht da mit, oder das wird nicht stattfinden können

Das Thema Brandschutz ist auch etwas, was mich sehr umtreibt. Mein Problem ist, dass meine Akkus mobil sein müssen.

Nach vielen Überlegungen bin ich aus Kostengründen bei einem Fermacell Gehäuse gelandet, das innen mit Edelstahlbehältern segmentiert wird (aus dem Gastronomiebereich, leider teuer) und mit einem Sprinklersystem, das ab ca. 60°C dann den einzelnen Behälter mit Wasser aus einem Vorratsbehälter flutet. Überdruck durch ein "Labyrinth" leiten mit Stahlgitter und ggf Aktivkohle, da bin ich mir noch unschlüssig.

Ich hab's aber bis heute noch nicht gebaut.

Deinen Test halte ich für viel zu groß angelegt für einen ersten Versuch.

Mein Ratschlag: Versuch doch mal eine Zelle zum brenne zu bringen und schau dir an, was dafür nötig ist und wie die sich so verhält.

Das elektrische Zünden ist vermutlich nicht so einfach (einfach nur überladen führt idR zu keinem Brand), ich würde eine Zelle mit einem "Heizdraht" umwicklen und bis zur Zündung erhitzen oder mit einem kleinen Esbitfeuer, wobei das halt zusätzliche Brandlast rein bringt.

Dann bau als nächstes mal einen 5x5 Zellpack und bau Dein System in klein nach.

Wie einer der Vorposter gehe ich davon aus, dass in einem Brandfall Deine Kiste den Überdruck nicht hält und massiv Rauchgase austreten werden. Die Isolation kann dazu beitragen, dass der Brand sehr rasch den ganzen Akkupack erhitzen und durchzünden wird. Wie es dann weiter geht hängt vor allem davon ab, ob es zu einer Zündung oder gar Explosion der sich im Gebäude(?) ansammelnden brennbaren Rauchgase kommt, das kann vermutlich keiner so recht sagen. Ob ein Löschangriff möglich ist, ist schwer zu sagen, u.U. erschwert das Gehäuse auch noch die Zufuhr der sehr großen Kühlwassermengen.

Ob die Feuerwehr da mitmacht ist eine spannende Frage. das ist ja auch ein ökologisches Problem.

MfG


   
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