Bei Lithium-Ionen-Batterien steigt bei höherer Energiedichte die Gefahr des sogenannten thermischen Durchgehens. Um dies zu verhindern, hat Freudenberg Sealing Technologies „Thermal Barriers“ entwickelt, die dazu beitragen sollen, den thermischen Ausbreitungswiderstand und damit den „Thermal Runaway“ zu verlangsamen.
Die neuen „3D Thermal Barriers“ sind laut dem deutschen Unternehmen an verschiedenen Positionen innerhalb der Batterie einsetzbar und hätten sich bereits in ersten Serienproduktionen bewährt. „Ganz neu ist, dass die Thermal Barriers jetzt auch in maßgeschneiderten, flexiblen 3D-Geometrien verfügbar sind und den Einsatz an verschiedenen Positionen innerhalb der Batterie sowie die Integration weiterer Komponenten ermöglichen“, so Andrew Espinoza von Freudenberg Sealing Technologies.
Das thermische Durchgehen, also das Entzünden oder Explodieren einer Batteriezelle aufgrund eines sich selbst verstärkenden Aufheizungsprozesses, ist ein Sicherheitsproblem. Auslöser sind verschiedene interne oder externe Faktoren wie Überladung, zu starke Entladung, Beschädigung oder Erhitzen der Batterie. Beim Thermal Runaway werden sowohl Flammen und heiße Gase als auch elektrisch leitende Partikel freigesetzt. Diese können benachbarte Zellen zum thermischen Durchgehen bringen („Thermal Propagation“) sowie zu Kurzschlüssen im elektrischen System führen. Thermal Barriers fungieren hier als Schutzschichten, die die Ausbreitung von Wärme und Flammen in der Batterie verlangsamen oder verhindern.
Über die bereits bestehenden zweidimensionalen Thermal Barriers hinaus, etwa als flache Matten oder Ummantelungen, eröffnen sich mit der 3D-Variante laut Freudenberg Sealing Technologie nun „völlig neue Möglichkeiten“. In einer Vielzahl von Groß- und Kleinserienfertigungsverfahren ließen sich mittels Spritzguss und Extrusion kundenspezifische, dreidimensionale Geometrien etwa für Profildichtungen, Modulabtrennungen und Abdeckungen beispielsweise für Busbars, Kühlleitungen oder elektronische Komponenten herstellen. Die gefertigten komplexen 3-D-Geometrien seien zudem leicht und wirkten sich deshalb nur minimal auf das Gesamtgewicht der Batterie aus.
Man habe eigens für diese Anwendungen hitzebeständige, elektrisch und thermisch isolierende Materialien entwickelt, erklärt das Unternehmen. In eigenen Tests habe man nachgewiesen, dass diese Temperaturen bis 1200 °C sicher standhalten. „Diese extreme Hitzebeständigkeit erhalten die compoundierten Polymere durch ihre spezielle Zusammensetzung. Diese machen sie auch gegen Partikelstöße, wie sie bei der Entlüftung von Zellen entstehen, beständig“, heißt es. Für die 3D Thermal Barriers kommen Elastomerlösungen, in fester Form oder als Schaum, sowie Plastikkomponenten wie Quantix Ultra zum Einsatz, mit denen sich die komplexen Formen realisieren lassen.
„Die dreidimensionalen Thermal Barriers und die eingesetzten Materialien haben umfangreiche Tests durchlaufen, die weit über die geforderten Standards hinausgehen. Dabei haben sie ihre herausragende Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit sowohl in Prüfstandstests also auch in Batteriesystemtests bewiesen“, sagt Espinoza.
nie wieder Opel meint
…wenn die Energiespeicher in Flammen aufgehen.
nie wieder Opel meint
Ich meine, das wird alles überbewertet. Was ist so schlimm dran, eins von 100.000 Autos einfach mal kontrolliert abbrennen zu lassen. Wird doch mit dem Großteil des anfallenden Mülls auch gemacht. Bei Diesel, Benzin im Gas interessiert das doch auch niemanden, was passiert wenn die Energiespeicher entfernen aufgehen. Wird seit 100 Jahren so im Kauf genommen.
MAik Müllerm meint
@nie wieder Opel nach einem Unfall auf der Straße ist das halt so. OK.
Aber beim durchbrennen z.B. 3 Stunden nach dem Anstecken an der Wall in einer Tiefgarage, in der Garage oder der Garage im Wohnhaus ein RIESIGES Problem bei dem es häufig zu Personenschäden kommt!
Die aktuellen Akkus werden in Zukunft zu Recht als „unsicher“ bezeichnet.
Pferd_Dampf_Explosion_E meint
Ist es ein RIESIGES Problem, wenn etwas nie passiert?
Meine e-Autos brennen einfach nicht, mein Notebook und Handy auch nicht, mein Akku-Schrauber nicht, eigentlich brennen nur meine Pellets, aber das nur langweilig in einem geplanten Prozess.
Aber auch bei meinen Nachbarn ist es ruhig, eigentlich im ganzen Ort auch, und im Nachbarort …
nie wieder Opel meint
Neun, das ist nicht richtig. Solche Szenarien, dass Technik versagt und z.B. Brände entstehen, sind völlig normal. Wir gehen bei allen unseren Projekten davon aus und lassen dazu ein Brandschutzkonzept erstellen. Es wird vorrangig NICHT darüber sinniert, wie ein Brand zu vermeiden ist, sondern wie im Brandfall der Personenschutz, Sachschutz usw. zu funktionieren hat.
Wenn ein brennendes Auto un der garage zu einem RIESEN Problem wird, dann hat – wie auf der Fähre – das Brandschutzkonzept des Objektes versagt. Brandursache ist drittrangig. In sofern ist das von Dir skizzierte Horror-Szenario sicherlich bei jedem Wohnhaus gegeben – weil vor allem dort die Brandschutzkonzepte und der bauliche Brandschutz mangelhaft bis nicht vorhanden sind.
Den Menschen wird mit BEV riesen Angst gemacht – tasächlich sind es Wäschetrockner, welche die Statistik anführen. Ist bekannt – was wird unternimmen? Nichts.
Tesla-Fan meint
Nenne bitte die genaue Anzahl der Personenschäden, die auf nicht verunfallte brennende Fahrzeuge zurückzuführen sind!
Null? –
Wir haben wirklich ein RIESIGES Problem! Aber nicht mit Akkus, eher mit PISA!
Draggy meint
Da wäre mal eine Demonstration des Effekts der Sperre interessant, oder wenigstens Zahlen, was eine Verlangsamung bedeutet.
Grundsätzlich wäre das zu begrüßen, die Frage die noch bleibt ist wie viel weniger Kapazität man damit auf konstantem Volumen hat oder grob wie viel mehr Masse pro KWh.
Und natürlich ein Preis.
MAik Müller meint
Daraus ergibt sich das die aktuelle Akkuchemie nicht sicher ist und durchbrennen kann.
Praktisch kann das durchbrennen bei jedem Laden (auch langsam) passieren.
Es gibt keine Vornankündigung!
Steffen meint
Mit dem Argument kannst du jedes ABS, ESP bis hin zum Sicherheitsgurt eines jeden Verbrenners als unsicher deklarieren. Wenn das Auto sicher wäre, dann bräuchte man das alles ja nicht.
nie wieder Opel meint
Richtig, keine mit Energiespeicherung und Umwandlung verbundene Technologie ist „sicher“. Das hast Du sehr gut erkannt.
Nicht heute, und nicht in 1000 Jahren.
Sorry, damit musst Du leben. Schon der erste Flieger ist abgestürzt und hat sich den Hals gebrochen. Man hätte an dieser Stelle aufhören sollen. Alle Kritiker damals hatten Recht, heute fallen sogar noch mehr Leute vom Himmel als damals! Ich empfehle Dir die Thematik Risikoabwägung zum Selbststudium.
Tesla-Fan meint
Ist eventuell bei dir was DURCHGEBRANNT?
Wäre kein Wunder bei der Hitze.
nie wieder Opel meint
Gib Dich doch nicht auf sein Niveau. Gerne sachlich, ironisch, aber nicht persönlich. Er spielt in einer anderen Liga, lass uns nicht dorthin absteigen.
alupo meint
Das Autofahren selbst ist nicht sicher. Das wird täglich durch die Unfallzahlen belegt.
Sollte man es verbieten? Oder jedes Jahr eine Fahrprüfung incl. Abfrage der Regeln durchführen? Zumindest aber sollte man jeden Fahrer doch lebenslang aus dem Individualverkehr ziehen der schon einmal einen Unfall mit anderen Personen/Autos verursacht hat.
Ironie Ende, denn selbstfahrende Auros werden kommen und das Unfallproblem signifikant reduzieren. Solange müssen wir das aussitzen.
Ggfs für die plastikummantelnden Zellen könnte das deren Sicherheit verbessern, zumindest bei Nicht-LFP-Zellen.
MAik Müller meint
Entfernt. Bitte verfassen Sie konstruktive Kommentare. Danke, die Redaktion.