BMWi fördert Batterieforschungsprojekt an TU Clausthal

Das Bundeswirtschaftsministerium fördert die Entwicklung einer neuartigen Messumgebung zur Magnetfeld- und Stromdichtemessung an Lithium-Ionen-Batterien mit rund einer halben Million Euro. Angesiedelt ist das Projekt am Forschungszentrum Energiespeichertechnologien der TU Clausthal.

Dabei geht es aber nicht nur um Batterien für die Elektromobilität, sondern auch um stationäre Anwendungen – dort steige die Nachfrage nach Hochleistungsbatterien ebenfalls stark an, wie die TU Clausthal betont. Die speziellen Anforderungen der Hochleistungszellen, insbesondere die hohen Stromraten, würden zu „deutlich gesteigerten Ansprüchen an das Zelldesign und die Kontaktierung der Zellen“ führen – und damit auch an die Qualitätskontrollen im Produktionsprozess. Dass dort derzeit nicht alles rund läuft, zeigen etwa die Batterie-bedingten Rückrufe der Plug-in-Hybride bei Ford und BMW, um nur zwei Beispiele zu nennen.

Das Problem: Aktuell gibt es nur wenige Methoden zur „ex-situ-Charakterisierung“ der Alterung und Sicherheit von Batteriezellen – also Messungen, die außerhalb der Zelle selbst stattfinden. „Eine vielsprechende Methode zur Bewertung des Alterungs- und Sicherheitszustandes ist die Bestimmung der Stromdichteverteilung innerhalb der Zelle“, sagt Projektleiter Ralf Benger vom Forschungszentrum Energiespeichertechnologien (EST) der TU Clausthal.

Dafür wollen die Forschenden eine Messumbegung entwickeln, die auf eine flächige Magnetvektorfeldanalyse kontaktlos Stromstärke und -richtung bestimmen können soll. Im Ergebnis steht eine „ortsaufgelöste flächige Übersicht von Stromdichte und resultierendem Magnetfeld“. Auf dieser Übersicht sollen dann limitierende Strompfade, fehlerhafte Kontaktierungen oder auch sich anbahnende interne Kurzschlüsse zuverlässig entdeckt werden können.

Die bisherige Messtechnik soll den Forschenden zufolge nur punktuell die Werte erfassen können, somit ist aber keine ortsaufgelöste Messung möglich. Die neue Messtechnik soll diese Limitierung überwinden.

Das BMWi stellt im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) über einen Zeitraum von 20 Monaten Fördermittel von insgesamt 570.000 Euro zur Verfügung. Entwicklungspartner der TU Clausthal ist die Denkweit GmbH aus Halle/Saale. Denkweit hat bereits ähnliche Produkte für Photovoltaik-Anwendungen entwickelt. Diese Erfahrungen sollen nun auf eine auf die Batterietechnik abgestimmte neue Messtechnik übertragen werden, so die TU Clausthal.
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