TECHNOLOGIEHoffnungsträgerFeststoff-Lithium-Ionen-BatterieBatteriesysteme sollen bei erhöhter Speicherkapazitätund gleichbleiben<strong>de</strong>r Sicherheitimmer langlebiger wer<strong>de</strong>n. Feststoff-Lithium-Ionenbatterienzählen zu<strong>de</strong>n Hoffnungsträgern in <strong>de</strong>r Batterie<strong>for</strong>schung.ImVergleich zu konventionellenLithium-Ionen-Batterien mit flüssigenElektrolyten haben diese so genannten„all-solid-state-Batterien“ die Nase vorne,was Sicherheit, Lebensdauer und Temperaturbeständigkeitanbelangt. Forscheraus <strong>de</strong>n Bereichen Festkörperchemie,Physikund Materialwissenschaft suchen daherweltweit unter Hochdruck nach geeignetenFestkörper-Ionenleitern für <strong>de</strong>n Einsatzin solchen Batterien. Viktor Epp vomInstitut für Chemische Technologien vonMaterialien <strong>de</strong>r TU Graz nahm im Rahmenseiner Dissertation das Sulfid Li6PS5Brgenauer unter die Lupe,das in <strong>de</strong>r Arbeitsgruppevon Hans-Jörg Deiseroth an <strong>de</strong>rUniversität Siegen präpariert wur<strong>de</strong>. Mit<strong>de</strong>r Metho<strong>de</strong> <strong>de</strong>r Lithium-Kernspinresonanzspektroskopie,wie sie im Christian-Doppler (CD)-Labor für Lithium-Batterienvon <strong>de</strong>r Arbeitsgruppe rund um ProfessorMartin Wilkening betrieben wird, kam erzu einem Ergebnis, das nun frühere, vorläufigeArbeiten bestätigt: Die Lithium-Ionenim untersuchten Sulfid bewegen sichunglaublich schnell. Damit qualifiziertsich Li6PS5Br als Spitzenreiter unter <strong>de</strong>nFestelektrolyten,die für die Anwendung inFeststoffbatterien in Frage kommen. Dieultraschnelle atomare Dynamik vonLi6PS5Br konnte mittels <strong>de</strong>taillierter Kernresonanzmessungennachgewiesen wer<strong>de</strong>n.„Je mehr wir über die Natur <strong>de</strong>s Ladungsträgertransportsin Festkörpern wissen,<strong>de</strong>sto klarer wird, welche MaterialienBild: TU Graz /ITCMMartin Wilkening,Professor amGrazer TU-Institutfür ChemischeTechnologie vonMaterialien undLeiter <strong>de</strong>s CD-Laborsfür Lithium-Ionen-Batterien.sich optimal für die zukünftigeWeiterentwicklungvon Batterien eignen“, erklärtMartin Wilkening, <strong>de</strong>r sich mit seinemTeam im CD-Labor <strong>de</strong>r Untersuchung vonMikrostrukturen und dynamischen Prozessenin neuen Batteriematerialien verschriebenhat.Bild: VDE<strong>de</strong>r Notabschaltung weiter und sind <strong>de</strong>rGrund dafür, dass aus gecrashten Batterienticken<strong>de</strong> Zeitbomben wer<strong>de</strong>n können.Äußerlich sehen die Akkus zwarvöllig intakt aus, doch in ihrem Innerenbro<strong>de</strong>lt es buchstäblich weiter.Dieses Phänomen war auch <strong>de</strong>r Grundfür die verspätete Markteinführung <strong>de</strong>sChevrolet Volt, <strong>de</strong>r mit <strong>de</strong>m Opel Amperabaugleich ist. Nach einem Crashtesthatte die US-Verkehrssicherheitsbehör<strong>de</strong>NHTSA das Autowrack wie üblich in einemFreiluftlager abgestellt, wo esschließlich explodierte –allerdings erst 21Tage später.Offenbar war <strong>de</strong>n US-Expertennicht aufgefallen, dass bei <strong>de</strong>m Crashtestdas Kühlsystem <strong>de</strong>s Lithium-Ionen-Akkus beschädigt wor<strong>de</strong>n war, so dasssich die Zellen allmählich überhitztenund zerbarsten. Bei Aufpralltests <strong>de</strong>utscherPrüfinstitute ist dieses Problem aberbisher offenbar nicht aufgefallen. „DieBatterien <strong>de</strong>r von uns getesteten Fahrzeugewer<strong>de</strong>n nach <strong>de</strong>m Crash überwacht.Bislang kam es hier zu keinen Auffälligkeiten“,versichert DEKRA-Unfall<strong>for</strong>scherMarkus Egelhaaf.Offiziell vorgeschrieben ist eine solcheBatterie-Nachsorge allerdings nicht. Deshalbbetonen unabhängige Sicherheitsentwicklerimmer wie<strong>de</strong>r, dass für Elektroautosan<strong>de</strong>re Testvorschriften er<strong>for</strong><strong>de</strong>rlichseien als für Benziner und Diesel.Man müsse mehr Augenmerk auf diePhase nach einem Unfall legen und übereinen längeren Zeitraum beobachten,wie sich die Lithium-Ionen-Akkus dannverhalten. Buchstäblich brandgefährlichDas Thema Elektromobilitätbestimmtzunehmend die Tagesordnung am Arbeitsplatzzahlreicher Sicherheitsentwickler.Viele betonen immer wie<strong>de</strong>r,dass für Elektroautosan<strong>de</strong>reTestvorschriften er<strong>for</strong><strong>de</strong>rlich seien als für Benziner und Diesel.sei es auch, wenn ein Unfallwagen in <strong>de</strong>rWerkstatt repariert und wie<strong>de</strong>r auf dieStraßen geschickt wird, ohne dass einBatteriescha<strong>de</strong>n bemerkt wur<strong>de</strong>.Unter<strong>de</strong>ssen bereiten sich auchDeutschlands Unfallretter auf <strong>de</strong>n Ernstfallmit einem E-Auto vor.Landauf,landabwer<strong>de</strong>n Feuerwehrleute <strong>de</strong>rzeit fürdieBergung verunglückter Elektro- und Hybridmo<strong>de</strong>llegeschult. Ein wichtiges Themaist dabei beispielsweise die Verwendung<strong>de</strong>s richtigen Löschmittels. DennWasser ist keineswegs empfehlenswert:Es reagiert mit <strong>de</strong>m Lithium aus <strong>de</strong>r Batterieund setzt dabei hochexplosiven Wasserstofffrei.Um das zu verhin<strong>de</strong>rn, habensich nach Ansicht <strong>de</strong>r Fachleute <strong>de</strong>r Lan<strong>de</strong>sfeuerwehrschuleBa<strong>de</strong>n-Württembergspezielle Löschmittelzusätze und Wasser-Tensid-Gemische bewährt.Voraussetzung ist allerdings, dass dieFeuerwehrmänner am Unfallort rechtzeitigerkennen, dass sie es mit einemElektroauto zu tun haben. Während <strong>de</strong>rADAC ein gut sichtbares Kontrolllichtan <strong>de</strong>r Karosserie vorschlägt, wärenBran<strong>de</strong>xperten bereits zufrie<strong>de</strong>n, wenndie E-Mo<strong>de</strong>lle mit Lithium-Ionen-Batterie<strong>de</strong>utlich gekennzeichnet wür<strong>de</strong>n. Dasinternational bekannte Warnzeichen mitBlitzsymbol für „Vorsicht Hochspannung“wäre aus ihrer Sicht zwar wünschenswert,dürfte aber <strong>de</strong>n Besitzernsolcher Mo<strong>de</strong>lle wenig gefallen. Dennwer will schon auf diese eindringlicheWeise signalisieren, dass sein Auto buchstäblichunter Hochspannung steht?Christof Vieweg ■40 AUTOMOBILPRODUKTION · Oktober 2013
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