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Lehrstuhl für Chemische Sicherheit und Abwehrenden Brandschutz

Sicherheit und Zuverlässigkeit weiterverwendeter Lithium-Ionen-Traktionsbatterien als stationärer Energiespeicher in privaten Haushalten

Durch die steigenden Marktanteile von Elektro- sowie Hybridfahrzeugen wird in Zukunft ein deutlich erhöhter Anteil von gebrauchten Fahrzeug-Batterien (Traktionsbatterien) dem Markt für eine Sekundärnutzung zur Verfügung stehen. Batterien, die über eine Rest-Kapazität von 80% verfügen, werden hersteller-/werkstattseitig nicht mehr im Fahrzeug eingesetzt. Durch eine Weiterverwendung von Lithium-Ionen Zellen kann ein maßgeblicher Beitrag zur Umweltentlastung geleistet werden, da durch die somit gesteigerte Nutzungsdauer Ressourcen (Bsp. Aluminium, Kupfer, Lithium, etc.) effektiver genutzt und der Bedarf an diesen Materialien für die Produktion neuer Batterien gesenkt werden kann. Hierdurch wird zur Ressourcenschonung beigetragen.  Gleichzeitig wird Prozessenergie, welche für die Herstellung neuer Batteriesysteme benötigt wird, durch die Weiterverwendung gebrauchter Batterien eingespart und somit ein weiterer Beitrag zur Umweltentlastung geleistet.

Innerhalb des Projektes wurde gezeigt, wie eine sichere und zuverlässige Weiterverwendung von Traktionsbatterien als Heimspeicher in privaten Haushalten realisiert werden kann. Dies bietet eine ressourcenschonende Möglichkeit zur zusätzlichen Nutzung von regenerativen Energien mit der außerdem Prozessenergie durch die Reduktion von neu produzierten Batterien eingespart wird. Im Rahmen des Projektes wurde der gesamte Prozess von der Beschaffung bis zum sicheren und zuverlässigen Einsatz als Heimspeicher betrachtet. Dazu wurde ein Logistikkonzept, durch dessen Einhaltung ein sicherer Transport der Batterien ermöglicht wird, entwickelt. Darüber hinaus wurde ein ökonomisch und ökologisch orientiertes Bewertungsverfahren konstruiert. Für die Strukturierung der aufgekommenen und zukünftig entstehenden Daten wurde eine Datenbank angelegt, in der Parameter und Kenngrößen erfasst sind, die für eine Beurteilung von großer Relevanz sind. Ein Schwerpunkt des Projektes bildeten sicherheitstechnische Untersuchungen bei denen Schadensszenarien analysiert und mögliche Gefährdungen, die bei einem thermischen Durchgehen entstehen können, in Brandversuchen erprobt wurden. Weiterhin wurde ein Konzept zur frühzeitigen Zuverlässigkeitsbewertung entwickelt und prototypisch modelliert. Abschließend wurde ein Demonstrator mit einem geeigneten Sicherheitskonzept aufgebaut und beim Projektpartner Röwer in Betrieb genommen. Dieser läuft dort sicher und zuverlässig bereits seit ca. 1,5 Jahren.

In weiteren Forschungsarbeiten sollten weitere Batterietypen genutzt werden, um die entwickelten Verfahren zu verifizieren. Weiterhin wurde der Aufbau eines zweiten Prototyps vorbereitet, der jedoch nicht mehr innerhalb der Projektlaufzeit in Betrieb genommen werden konnte. Eine explizite Analyse des Second-Lifes in der realen Nutzungsphase bietet die Möglichkeit zur Schließung weiterer Forschungslücken.

 

Wichtiges in Kürze:

Gefördert durch

Apparatur zur Analyse von Ventinggasen.