Erweiterte Sicherheit für Na-Ion und Li-Ion Anwendungen
Eine unserer großen und dringenden Aufgaben ist der Klimaschutz und der Wechsel zu einer CO2-neutralen Gesellschaft. Ein wichtiger Baustein auf diesem Weg sind Stationäre Energiespeicher (Energy-Storage System: ESS). Die Herstellung Li-Ionen basierender ESS benötigt Rohstoffe welche in die EU größtenteils importiert werden. Um einer Ressourcenknappheit vorzugreifen, müssen wir die Rohstoffe bestens ausnutzen. Das Projekt SafeION untersucht die Verlängerung der Lebensdauer von Automotive Li-Ionen Speicher durch 2nd-life in stationären Anwendungen sowie die alternativen Na-Ionen Batterien, welche auf regional verfügbaren Rohstoffen basieren und kein Li, Ni, Co und Cu benötigen.
Batterie-ESS sind eine junge Technologie mit geringem Erfahrungsschatz. Kleine Fehler in ESS können sich ausbreiten und im Worstcase Brände auslösen. Diese werden wegen Ihrer Neuartigkeit medial stark beleuchtet und verursachen so hohe Unsicherheit bei potenziellen Nutzern.
Der Fokus von SafeION liegt deshalb auf der Entwicklung neuartige Sensorkonzepte zur Früherkennung von Fehlern in der ESS und der Ausarbeitung angepasster Sicherheitskonzepte für 2nd-life Li-Ionen und Na-Ionen basierende ESS.
SafeION entwickelt ein neuartiges Früherkennungssystem bestehend aus bei Übertremperatur Tracergas freisetzenden funktionellen Polymer und verteilten Glasfaser basierenden Gassensoren.
Das Sicherheitskonzept erlaubt eine frühe Erkennung des Fehlers, schnelle Gegenmaßnahmen und damit eine Unterbrechung der Fehlerkette und eine lokale Isolation des Fehlers. Damit wird insbesondere Akkumulation von brennbarem und gesundheitsgefährdendem Gas im ESS verhindert.
Die Ergebnisse des Projektes sind:
- Sicherheitscharakterisierung 2nd-life Li-Ionen Zellen und frische Na-Ionen Zellen
- Funktionelles Polymer, welches die Übertemperatur durch Tracergasfreisetzung und Farbänderung anzeigt
- CFD Simulationsframework für Tracergas und Elektrolytdampf Ausbreitung im ESS
- Lichtfaserbasierende Sensorik für Detektion des Tracergases und Elektrolytdampf
- Demonstratoren des Früherkennungssystems
- Sicherheitskonzept 2nd-life ESS und 2st-life Na-Ion basierendes ESS
