Verbundvorhaben: PLoePSS - Entwicklung von passiven Lösungen zur Hemmung der Propagation in stationären Speichersystemen; Teilvorhaben: Definition von Thermal Runaway-sicheren Designs zum Einsatz in Li-Ionen Batteriemodulen und -systemen
Zeitraum
2021-01-01 – 2024-06-30
Bewilligte Summe
831.031,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3024A
Leistungsplansystematik
Elektrochemische Speicher - Lithium-basierte Batterien [EA2312]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
In den vergangenen 2 Jahren entstanden Normen und Anwendungsregeln für kleine stationäre Energiespeicher, die vorschreiben, dass sicherheitskritische Zustände zu vermeiden sind. Zu nennen sind die IEC 62619:2017 sowie die VDE-AR-E 2510-50:2017-05. In beiden wird gefordert, dass ein thermisches Durchgehen einer Einzelzelle sich nicht auf Nachbarzellen ausbreiten darf. Aufgrund der großen Energiedichte von Lithium-Ionen Zellen kann durch falsche Handhabung, dem Versagen der Steuerungselektronik oder als Spätfolge von Fertigungsfehlern eine Einzelzelle thermisch durchgehen und kurzzeitig sehr große Wärmemengen, heiße, zum Teil toxische Gase und eine zerstörerische Druckwelle emittieren. Die entsprechenden Einwirkungen auf die Nachbarzellen können auch diese in kritische Zustände versetzen und eine sogenannte Propagation verursachen. Im Projekt Rural-Li wurde ein Energiespeichersystem für ländliche Elektrifizierung entwickelt. Leider ist es bei vorhandenen Installationen, außerhalb von diesem Projekt, vereinzelt zu sicherheitskritischen Zwischenfällen gekommen. Die Batteriesysteme sind durch selbst verstärkende chemische Prozesse 'propagiert' und abgebrannt. Nicht nur, aber besonders bei den Endkunden der ländlichen Elektrifizierung ist es wichtig das Thema Sicherheit zu adressieren, da hier gebotene Sicherheitsabstände und geforderte abgeschlossene Räume häufig nicht vorhanden sind. Kern des Projektes Rural-Li waren die einfache Handhabung, Transportierbarkeit, geringe Kosten und einfache Integration von Phasenwechselmaterialien (PCM) zur Kühlung. Die Projektpartner RRC Power Solutions, das Fraunhofer ISE und Stöbich technology möchten gemeinsam die Sicherheitsherausforderungen angehen und eine Lösung aufbauend auf den Erkenntnissen des Rural-Li Projektes entwickeln. Dafür werden die Themen der rapiden Wärme- und Druckentwicklung systematisch anhand von FEM-Simulationen und Experimenten unter definierten Laborbedingungen behandelt.