Wie wirken mechanische Belastungen auf Akkus?

Forscher und Entwickler verschiedener Einrichtungen und Unternehmen analysieren unter der Leitung des Fraunhofer FuE-Zentrum Elektromobilität des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC in Würzburg in dem neuen Projekt "ReViSEDBatt", wie sich mechanische Belastungen auf Lithium-Ionen-Batterien auswirken.

Die möglichen Einwirkungen sind vielseitig: Schon bei der Produktion und beim Transport sind Lithium-Ionen-Akkus mechanischen Belastungen ausgesetzt. Im eigentlichen Betrieb müssen sie mit Vibrationen, Stößen oder Schockimpulsen umgehen und beim Laden und Entladen kommt bei den Batterieelektroden zu Volumenänderungen.

Welche Auswirkungen haben mechanische Belastungen auf die Lebensdauer?

Das Verbundprojekt "ReVisedBatt – Resonanz, Vibration, Schockbelastung, externe Krafteinwirkungen und Detektion für Lithium-Ionen-Batterien" ist Ende 2017 gestartet. Es hat sich zum Ziel gesetzt, genau zu untersuchen, welche Auswirkungen diese mechanischen Beanspruchungen auf Sicherheit und Lebensdauer der Batterien haben. Nach der Identifizierung schädlicher Faktoren sollen für alle gängigen Zelltypen Handlungsempfehlungen für Hersteller und Anwender erstellt werden.

Problematisch in diesem Zusammenhang ist, dass die Folgen mechanischer Belastung in Batteriezellen häufig erst mit großer zeitlicher Verzögerung auftreten, wodurch eine Erfassung im Betrieb kaum möglich ist. Daher seien die Kenntnisse hinsichtlich der Einflüsse mechanischer Belastungen während der Produktion und der Nutzung noch relativ gering, während bspw. die Zusammenhänge zwischen Temperatur und Akkuleistungsfähigkeit bzw. -alterung bereits eingehend erforscht seien, so die Fraunhofer-Forscher.