Was passiert, wenn Lithium-Ionen-Zellen überladen werden?
Überbeanspruchung einer Lithium-Ionen-Zelle
Die Forschergruppe um Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krause und Dr.-Ing. Sarah Hahn des Kompetenzzentrum eMobility führten in der vergangenen Woche Versuche im Rahmen des Teilprojekts "Inhärent sichere Batterien für die Elektromobilität" in Zusammenarbeit mit dem Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge zur Untersuchung des Verhaltens von Lithium-Ionen-Zellen bei Überbeanspruchung durch.
Während der Versuche wurde die Pouch-Zelle auf mehr als 200% SOC überladen. Hierbei ist die Zelle in eine Versuchseinrichtung eingespannt, wodurch der spätere Einbau in das Modul nachgestellt wird. Gegenstand der Untersuchungen war die Messung thermischer Auswirkungen sowie entstehender Gase beim Durchgehen der Zelle um somit Aussagen zur Brand- und Explosionsgefahr sowie zur Toxizität ableiten zu können.
Die Zellen haben sich als vergleichsweise sicher herausgestellt. Bereits deutlich vor dem im Video gezeigten thermischen Durchgehen der Zelle kam es bei ca. 150% SOC zu einer Zellöffnung, in dessen Folge Gase ausgetreten sind. Diese Gase haben sich nicht entzündet. Spätestens nach dieser Zellentlastung ist davon auszugehen, dass im Anwendungsfall eine Detektion erfolgt ist und die Zelle bzw. das Fahrzeug außer Betrieb genommen wird. Um Situationen, wie im Video gezeigt, zu erzeugen, müssen bereits im Vorfeld mehrere Sicherheitsmechanismen nicht gegriffen haben.
Das Team des Magazins MDR-Exakt begleitete einen Versuchstag mit der Kamera. Hier (ab Minute 19:00) können Sie den Versuchsaufbau sehen und erhalten weitere Informationen.
