Neuer Thermal Runaway-Faktor revolutioniert Sicherheitsüberprüfung von Batterien

Ein bahnbrechender Ansatz zur Bewertung der Batteriesicherheit ist entstanden, der den Thermal Runaway-Faktor (TRF) einführt, um die Wärmebilanz in Lithium-Ionen-Batterien quantitativ zu messen. Diese kürzlich entwickelte Innovation ermöglicht eine präzise und beschleunigte Sicherheitsüberprüfung mithilfe von miniaturisierten Testzellen, die das reale Batterieverhalten nachahmen. Das thermische Durchgehen (Thermal Runaway), eine kritische Sicherheitsgefahr, die mit unkontrollierbaren Temperaturerhöhungen verbunden ist, kann nun effektiver vorhergesagt werden. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden integriert der TRF Wärmeerzeugung und -ableitung und ermöglicht es Ingenieuren, Batteriedesigns für ein verbessertes Wärmemanagement zu optimieren. Experimente bestätigten, dass Zellen mit höheren TRF-Werten eine kontrollierte Wärmebilanz aufweisen, das thermische Durchgehen verzögern und eine frühere Erkennung ermöglichen. Bemerkenswerterweise wurde die Methodik erfolgreich auf zylindrische Pouch-Zellen angewendet, wobei die vollständige Dynamik des thermischen Durchgehens der Zelle mit Proben von nur 21 mAh erfasst wurde. Diese Miniaturisierung reduziert den Materialverbrauch, die Kosten und das Gefahrenpotenzial erheblich und beschleunigt die Evaluierungs- und Entwicklungszyklen für verschiedene Batteriemien. Der TRF-Ansatz verspricht, die Optimierung von Elektrodenbeschichtungen, Separatormaterialien und Zellverpackungen zu leiten und so sicherere und widerstandsfähigere Batteriearchitekturen für Elektrofahrzeuge und Netzspeicher zu fördern. Zukünftige Forschung wird sich auf die Validierung des TRF über verschiedene Batteriemien konzentrieren, um den wachsenden regulatorischen Anforderungen an strenge thermische Sicherheitsstandards gerecht zu werden und durch längere Batterielebensdauer und reduzierte Abfallmengen zur ökologischen Nachhaltigkeit beizutragen.