Batterielabor

Thermal Runaway und Thermal Propagation bei Lithium-Ionen-Batterien

Die GWP bietet Prüfungen an Zellen und Batterien zur Charakterisieurng des Thermal Runaway und des Thermal Propagation Verhalten. Wir bieten unseren Kunden diverse Prüfungen zur Sicherung der Validität ihrer Sicherheitsmaßnahme. Das Kompetenz- und Leistungsspektrum umfasst dabei die vollständige Erprobung sowie die Befundung bei Ereignissen. So können wir unsere Kunden bei der Reduzierung des Sicherheitsrisikos bereits im Entwicklungsprozess begleiten.

Thermal Runaway

Thermal Runaway (zu Deutsch: Das Thermisches Durchgehen) von Batteriezellen bezeichnet die Überhitzung der Zelle durch einen sich selbst verstärkenden wärmproduzierenden Prozesses. Zu diesem Prozess kann es durch ein Cell Failure kommen. Dazu gehören beispielsweise mechanische Beschädigungen, Penetration, Überladungen, Kurzschlüsse oder innere Fehler. Ein Durchgehen der Zelle führt häufig zu Brand oder Explosion. Die GWP führt an Zellen sogenannte Abuse-Versuche durch, in denen Zellen gezielt geschädigt werden um ein Thermal Runaway zuerzeugen.  Siehe hier ein Video von einem Quetschversuch einer Batteriezelle.

Typische Abuse Test des GWP Battery Testing House um ein Runaway zu erzeugen:

  •  Nagelpenetration, Durchstoßversuche
  • Quetsch-  und Stauchprüfungen
  • Thermische Überhitzung
  • Kurzschlusstests
  • Überladungstests

Thermal Propagation

Von Thermal Propagation spricht man, wenn das Ereignis eines Thermal Runaway auf benachbarte Zellen überspringt und es zu einer Art Kettenreaktion kommt. Hierbei werden erhebliche Mengen von Energie gleichzeitig frei. Sie gehört zu den größten sicherheitstechnischen Risiken von Lithium-Ionen-Batterien.  Die Thrtmische Propagation von Batterien ist gerade für Elektrofahrzeuge ein wichtiger Aspekt. Batteriebrände stellen eine erhebliche Gefahr für Mensch und Umwelt dar.  Fast alle Hersteller stellen ich den Herausforderungen und forschen an neuen Batterien und Bauformen, um die thermische Propagation sowie das Risiko für ein Runaway zur reduzieren. Material, Design, Entlüftungswege, Dimension und Anordnung spielen dabei eine wichtige Rolle.

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