Entwicklung eines Propagations-Prüfverfahrens für Lithiumionenzellen in Batteriesystemen

Die aktuell angewendeten Prüfverfahren im Bereich der Propagation von zellinternen Fehlern in Batteriemodulen weisen Schwächen im Bereich der Reproduzierbarkeit, Aussagekraft, Entwicklungs- und Prüfkosten sowie Weiterverwertbarkeit der Testergebnisse und damit auch der Wettbewerbsfähigkeit auf. Daher hat das Projekt zum Ziel, ein oder mehrere Verfahren für eine realitätsnähere Prüfung von internen Zellfehlern von Lithium-Ionen-Batteriezellen in Batteriemodulen sowie deren Propagation zu entwickeln.

Als erstes sollen verschiedene Ansätze zur Erzeugung von zellinternen Fehlern, welche näher an den tatsächlich zu erwartenden Zellfehlern liegen an Einzelzellen erprobt werden. Die Zelltests müssen dabei systematisch und reproduzierbar zum Auslösen realitätsnäherer zellinterne Fehler führen. Die Verfahren sollen für alle zurzeit genutzten Lithiumionenzellen sämtlicher Formate und Zellchemien anwendbar sein. Anhand der geeignetsten Prüfverfahren aus der Untersuchung auf Zellebene wird anschließend die Propagation dieser Fehler auf die Nachbarzellen im Modul evaluiert werden. Neben den Experimenten werden die Auswirkungen eines zellinternen Fehlers und mögliche Propagation durch Modellierung und Simulation nachgebildet. Zu guter letzt sollen die Ergebnisse verschiedenen Normungsgremien zur Erstellung eines standardisierten Pürfverfahrens in Normen vorgeschlagen werden.

ProLIB ist das bislang einzige Forschungsprojekt, in dem realitätsnahe und zellspezifische Fehler erforscht werden. Mit Hilfe des verbesserten Testverfahrens für neue Normen zu Lithium-Ionen-Batterien in stationären und mobilen Anwendungen sollen die bestehenden Lücken in der Normung bezüglich realistischen Bewertungskriterien für Sicherheit und Qualität von Lithium-Ionen-Batterien geschlossen werden. Die neuen Standards sollen einen faireren Wettbewerb ermöglichen, zur Senkung von Rohstoffeinsatz, Entwicklungs- und Produktkosten durch Vermeidung von Überauslegung beitragen und die Sicherheit im Betrieb von Lithium-Ionen-Batterie erhöhen.

Quelle: https://www.batterietechnikum.kit.edu/170_990.php (jüngster Zugriff: 20.10.2022)