Freudenberg: Hitzeschilde erhöhen Batteriesicherheit

Um zu verhindern, dass eine einzelne schadhafte Batteriezelle zu einer Überhitzung eines gesamten Moduls führt, hat Freudenberg Sealing Technologies einen Hitzeschild entwickelt, das in prismatischen und Pouch-Zellen nahezu bauraumneutral eingesetzt werden kann. 

Der Schild kombiniert laut FST die hohe Hitzebeständigkeit eines silikonbasierten Elastomers mit der hohen Wärmeisolation von Luft. Künftig sollen die Hitzeschilde zwischen den einzelnen Zellen dafür sorgen, dass die Wärme in der schadhaften Zelle so lange isoliert wird, bis diese abgebaut worden ist.

Das Hitzeschild erfülle drei grundlegende Eigenschaften: Erstens bestehe es selbst aus einem sehr hitzebeständigen Material, einem silikonbasierten Elastomer. Zweitens verzögere es den Wärmeübergang zwischen den Zellen durch eine waffelförmige Struktur – winzige Lufttaschen sorgen für eine Wärmeisolation. Und drittens sei das Hitzeschild mit einer Dicke von maximal einem Millimeter sehr schlank. Die zuvor gewonnene Energiedichte soll sich durch den Einsatz des Hitzeschildes kaum spürbar verschlechtern.

Für die Entwicklung des Hitzeschildes hat Freudenberg Sealing Technologies ein neues Prüfverfahren entwickelt. Es basiert darauf, Proben der Hitzeschilde auf einer 600 Grad Celsius heißen Oberfläche zu lagern und die Temperatur auf der Rückseite mit Thermoelementen zu erfassen. Versuchsreihen hätten gezeigt, dass nach 30 Sekunden auf der Rückseite Temperaturen von deutlich unter 200 Grad Celsius auftreten. „Damit wäre eine benachbarte Zelle vor einer Zerstörung der Kathodenmaterialien oder des Separators hinreichend geschützt“, erläutert Freudenberg-Experte Peter Kritzer. „Die exakten Grenzwerte hängen freilich an einer Vielzahl einzelner Parameter wie Chemie und Geometrie der Batteriezellen.“

Versuchen an Batteriemodulen und -systemen stehe nun nichts mehr im Wege. Sogar an die Montage der Hitzeschilde sei bereits gedacht. In weiteren Entwicklungsschritten wäre es sogar möglich, die Funktion der Hitzeschilde zu erweitern.
fst.de