Auf in Elektroautos und elektronischen Geräten eingesetzte Lithium-Ionen-Batterien wirken eine Vielzahl von schädlichen Einflüssen ein. Bereits bei der Produktion und dem Transport werden die Akkus mechanischen Belastungen ausgesetzt. Im Betrieb kommen Vibrationen, Stöße oder Schockimpulse beim Überfahren von Hindernissen sowie Volumenänderungen der Batterieelektroden beim Laden und Entladen hinzu. Wie sich diese mechanischen Beanspruchungen auf die Sicherheit und Lebensdauer von Batterien auswirken, untersucht das Forschungsprojekt „ReViSEDBatt“.
Eine wichtige Rolle für die Leistungsfähigkeit und Reichweite von Elektroautos spielt die Batteriealterung, also das allmähliche Nachlassen der Ladekapazität über die Nutzungsdauer. Während die Zusammenhänge zwischen Temperatur und Akkuleistungsfähigkeit bzw. -alterung laut Wissenschaftlern des Fraunhofer Institut mittlerweile eingehend erforscht sind, ist über die Einflüsse mechanischer Belastungen während der Produktion und der Nutzung noch relativ wenig bekannt. Im Rahmen des Ende 2017 gestarteten Verbundprojektes „ReVisedBatt – Resonanz, Vibration, Schockbelastung, externe Krafteinwirkungen und Detektion für Lithium-Ionen-Batterien“ sollen nun die kurz- und langfristigen Auswirkungen mechanischer Belastungen auf Batterien aufgeklärt werden.
Beteiligt an dem Projekt sind neben Forschungseinrichtungen Batterieentwickler und -hersteller sowie Produzenten verschiedener akkubetriebener Produkte vom Powertool bis zum Elektrofahrzeug. Gemeinsam wollen sie mechanisch hervorgerufene Alterungseffekte und Schäden in Lithium-Ionen-Batterien und die zugrundeliegenden Vorgänge in den Batteriezellen und -modulen identifizieren. Aus den Erkenntnissen sollen Handlungsempfehlungen für Hersteller und Anwender hervorgehen, um zukünftig frühzeitige Schäden vermeiden, robuste Zelltypen identifizieren und die Betriebssicherheit wie auch Lebensdauer der Batterien maximieren zu können.
„Erfassung im Betrieb bisher kaum möglich“
„Besondere Herausforderung ist dabei, dass die Folgen mechanischer Belastung in den Batteriezellen teilweise mit erheblicher zeitlicher Verzögerung auftreten und die Erfassung im Betrieb bisher kaum möglich ist“, erklärt das Fraunhofer Institut. Im Projekt „ReVisedBatt“ werden daher alle gängigen Zelltypen – Rund-, Folien-, und prismatische Zellen in Stahl- oder Aluminiumgehäusen – in realitätsnahen Belastungsszenarien getestet und auf Schäden untersucht. Schäden können etwa durch äußere mechanische Belastungen oder das Anschwellen der Zellen während des Ladevorgangs entstehen.
Auch Einflüsse durch die Produktion, beispielsweise die Fügetechnik bei der Herstellung von Batteriezellen, die Verbindungstechnologie für den Batteriemodulaufbau, die mechanische Kompression der Zellen in den Batteriemodulen und der Einfluss der äußeren Modul- und Zellkonstruktion, werden im Rahmen von „ReVisedBatt“ erforscht. Darüber hinaus sollen neue Methoden zur Online-Schadensdetektion und -lokalisation entwickelt werden, die anschließend in einem Batteriemanagementsystem integriert werden, um möglichst frühzeitig kritische Zustände erfassen zu können.
Matthias meint
passive Kühlung a la Nissan Leaf 40kWh 2018er Modell.
Leotronic meint
Mir sind schon einige NiMh Akkus beim runterfallen kaputtgegangen. Ich denke bei Li Akkus wird es auch so sein. Hoffentlich werden die Arbeiter runtergefallene Akkus immer aussortieren. Ein Missgeschick passiert doch immer.
151kW meint
Das hat doch was von: „Scheiße, wir haben noch 22 Millionen an Fördergeldern übrig, was können wir denn mal untersuchen, was toll klingt und keinen Nutzen hat?“. Oder sie mußten irgendeinen Forscher „auf einem Nebengleis abstellen“, damit der nicht zu produktiv wird.
Ich hätte da auch noch ein paar weitere Verschwörungstheorien…
Peter W meint
Ob das wirklich was bringt? Jetzt testet man Jahre lang was den Lithiumionenakkus „weh tut“, und dann, wenn man es herausgefunden hat, gibt es eine neue Akkugeneration.
Blödsinn …
Hans Meier meint
Sehes schon kommen. Autohersteller X: Wenn sie die robusten Batterien wollen, kostets 15000 Euro extra… Oberklassebatterien, Mittelklassebatterien und Lowbuget.