Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien in erster und zweiter Anwendung untersucht

Second-Life-Anwendungen von Batterien sind ein wichtiger Ansatz, um ihre Nachhaltigkeit zu erhöhen. Dabei werden bereits bestehende, teilweise gealterte Batterien in einer anderen, weniger anspruchsvollen Anwendung eingesetzt. Eine entscheidende Voraussetzung dafür ist, dass die Zellen nach wie vor ausreichend sicher sind. Wie sich die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien nicht nur während ihrer ersten, sondern auch der zweiten Anwendung verändert, hat ein Team des MEET Batterieforschungszentrums der Universität Münster nun untersucht.

Sicherheit steigt auch bei einem Gesundheitszustand von 63 Prozent

Lithium-Ionen-Batterien werden in ihrer ersten Anwendung in der Regel so lange genutzt, bis ihr Gesundheitszustand zwischen 70 und 80 Prozent liegt. Unter bestimmten Voraussetzung besteht danach die Möglichkeit, sie weiterzuverwenden, etwa als stationäre Energiespeicher. Eine dieser Voraussetzung ist eine ausreichende Sicherheit. Ein großer Lithiumverlust über lange Zeiträume könnte zum Beispiel zu einer verminderten strukturellen und thermischen Stabilität der Kathode führen. „Um die Sicherheit während der langen ersten und auch der zweiten Lebensdauer zu gewährleisten, haben wir in dieser Studie den Einfluss der Alterung über eine extrem hohe Zyklenzahl und einen sehr langen Zeitraum geprüft“, Dr. Philip Niehoff, stellvertretender Bereichsleiter des Forschungsbereich System Zelle am MEET Batterieforschungszentrum. Bis zu 615 Tage haben die Wissenschaftler die Zellen kontinuierlich zyklisch gealtert.

Mit dem Ergebnis: Auch bei einem Gesundheitszustand von 63 Prozent nimmt die Sicherheit der Zellen weiter zu. „Wir haben somit experimentell nachgewiesen, dass die Sicherheit nicht nur während der normalen Alterung steigt, sondern auch noch danach – bis ein Gesundheitszustand von 63 Prozent erreicht ist“, so Niehoff.

Detaillierte Ergebnisse online verfügbar

Die gesamte Studie die Forschenden Bennet Timke und Dr. Philip Niehoff, MEET Batterieforschungszentrum sowie Prof. Dr. Martin Winter, MEET Batterieforschungszentrum und Helmholtz-Institut Münster, im Fachmagazin „Journal of The Electrochemical Society” veröffentlicht.