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RiskBatt: Risikoanalyse für lithiumbasierte Energiespeichersysteme im sicherheitskritischen Havariefall

Risikoanalyse für lithiumbasierte Energiespeichersysteme im sicherheitskritischen Havariefall unter besonderer Berücksichtigung der dabei freigesetzten toxischen und explosiven Schadgase

Laufzeit: vom 01.04.2020 bis 31.03.2023

Lithium-Ionen-Batterien stellen derzeit für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z. B. Mobiltelefone, Power-Tools oder Elektrofahrzeuge, auch mittelfristig einen konkurrenzlosen Energiespeicher dar. Aus der Verwendung von Lithium resultiert eine gewünscht hohe Energiedichte, aber auch, aufgrund der hohen Reaktivität des Lithiums, ein potentiell gefährliches Zellsystem. Insbesondere im Schadensfall, z. B. durch mechanische Beschädigung oder dem Betrieb außerhalb der Betriebsgrenzen, kommt es in der Praxis immer wieder zu sicherheitskritischen Zuständen und der einhergehenden Gefährdung für Mensch und Umwelt. Im schlimmsten Fall eines thermischen Durchgehens, also eines sogenannten Thermal Runaways, werden große Wärmemengen und z.T. giftige Substanzen schlagartig freigesetzt.

Zur umfangreichen Bewertung des Gefährdungspotentials werden in diesem Projekt ausgehend von Testparametern, welche beispielsweise in gängigen Normen zur Zertifizierung von Lithium-Ionen-Batterien definiert sind, verschiedenste Fehlerzustände erzeugt.

Ziel von RiskBatt ist es, das Havarieverhalten durch konventionelle und innovative Messtechnik aufzuzeichnen und in einer Datenbank zu dokumentieren. Hierbei steht die Gasanalyse besonders im Fokus. Ausgehend von diesen Ergebnissen ist es das Ziel, Vorschläge zur Harmonisierung bestehender Normen zu erarbeiten, Ansätze für die Detektion von Fehlerzuständen abzuleiten und Schutzmaßnahmen zur Gefährdungsreduktion vorzuschlagen. Die Gesamtheit dieser Erkenntnisse fließt übergeordnet in die Risikobewertung ein.  

Förderkennzeichen/Bestellnummer:
03E13010A

Mittelgeber/Auftraggeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Partner:
CUTEC-Forschungszentrum der TU Clausthal
Fraunhofer HHI-FS, Goslar
AKASOL AG, Darmstadt

Assoziierte Partner:
Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse (BG ETEM) / Fachbereich Feuerwehren, Hilfeleistungen, Brandschutz (FB FHB)
Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV)

Projektleitung:
Dr.-Ing. Ralf Benger
Dr.-Ing. Stefan Vodegel (Teilprojekt CUTEC)