WAS BEDEUTET THERMAL PROPAGATION?

Thermal Propagation bezeichnet einen Vorgang, bei dem sich die Wärme, die in einer Batterie entsteht, auf benachbarte Batteriezellen oder -module ausbreitet. Dies kann zu einem Kettenreaktionseffekt führen, bei dem eine Überhitzung oder ein thermisches Durchgehen (Thermal Runaway) in einer Zelle oder einem Modul eine unkontrollierte Erhitzung der umliegenden Zellen oder Module verursacht. 
 

Ablauf und Gefahren von Thermal Propagation

1. Auslöser: Der Prozess beginnt oft mit einem Fehler in einer einzelnen Batteriezelle, wie z. B. einem internen Kurzschluss, Überladung, physischer Beschädigung oder Überhitzung. Dieser Fehler führt zu einer schnellen Temperaturerhöhung innerhalb der betroffenen Zelle.
2. Thermal Runaway: Wenn die Temperatur in der Zelle hoch genug wird, kann sie eine thermische Instabilität auslösen, bei der exotherme chemische Reaktionen in der Zelle unkontrolliert ablaufen. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Temperatur und zur Freisetzung von Gasen.
3. Wärmeübertragung: Die entstandene Wärme kann auf benachbarte Zellen oder Module übertragen werden. Wenn diese Zellen ebenfalls die kritische Temperatur überschreiten, geraten sie ebenfalls in einen Zustand des Thermal Runaway.
4. Kettenreaktion: Dieser Prozess kann sich durch das gesamte Batteriesystem fortsetzen, wodurch es zu einem großflächigen Batteriebrand oder sogar zu einer Explosion kommen kann. 

Bedeutung und Maßnahmen

• Sicherheitsrisiko: Thermal Propagation ist ein erhebliches Sicherheitsrisiko, insbesondere in großen Batteriepacks, wie sie in Elektrofahrzeugen, Energiespeichersystemen und industriellen Anwendungen verwendet werden.
• Design-Maßnahmen: Um die Risiken zu minimieren, werden moderne Batterien und Batteriepacks so konstruiert, dass sie die Ausbreitung von Wärme begrenzen. Dazu gehören thermische Isolierung zwischen Zellen, der Einsatz von Kühlungssystemen und die Entwicklung von Batteriezellen, die weniger anfällig für Thermal Runaway sind.
• Überwachung und Schutzsysteme: Ein Batterie-Management-System (BMS) überwacht kontinuierlich die Temperatur und andere wichtige Parameter der Batteriezellen, um frühzeitig Anomalien zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen, bevor es zu einer Thermal Propagation kommt. 

Insgesamt ist die Kontrolle der Thermal Propagation ein kritischer Aspekt des Batteriedesigns und -betriebs, um die Sicherheit von Batterieanwendungen zu gewährleisten, insbesondere in solchen, die hohe Energiemengen speichern.