Der Begriff "thermisches Durchgehen" wird immer häufiger in den Nachrichten gehört, insbesondere in Bezug auf Batteriebrände und Sicherheitsvorfälle. Aber was genau ist ein thermisches Durchgehen und warum stellt es insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien ein erhebliches Risiko dar? Lassen Sie uns dieses Phänomen genauer betrachten und wie es mit dem Betrieb von Lithium-Ionen-Batterien zusammenhängt.

Um den Prozess des Thermischen Durchgehens im Detail zu verstehen, ist es gut zu wissen, wie eine Li-Ionen-Batterie funktioniert: Eine Lithium-Ionen-Batterie funktioniert, indem sie Lithium-Ionen zwischen der positiven und negativen Seite der Batterie hin und her bewegen lässt, getrennt durch einen Separator. Diese Ionen bewegen sich durch eine Flüssigkeit in der Batterie und geben kontrollierte Energie frei, wenn die Batterie verwendet wird. Für weitere Informationen lesen Sie unseren Blog-Beitrag "Was ist eine Lithium-Ionen-Batterie?"

Definition des Thermischen Durchgehens

Was ist ein Thermisches Durchgehen? Das thermische Durchgehen ist ein gefährliches Phänomen, das in Batterien auftreten kann, insbesondere in Lithium-Ionen-Batterien, wenn sie eine unkontrollierte Temperaturerhöhung erfahren. Diese Temperatursteigerung kann zu einem schnellen und selbsttragenden Anstieg der Temperatur führen, was letztendlich zur Freisetzung von Energie und möglicherweise zu einem Batterieausfall, Bränden oder sogar Explosionen führen kann.

Der Prozess des Thermischen Durchgehens

Der Prozess des thermischen Durchgehens verläuft typischerweise in Stadien:
 

• Ursachen:
  Das thermische Durchgehen kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie Überladen, physische Beschädigung der Batterie, Herstellungsfehler und hohe Temperaturexposition. Diese Ursachen können den chemischen Prozess innerhalb der Batterie stören.
   
• Exotherme Reaktion:
  Als Folge der Störung tritt eine exotherme Reaktion auf, bei der innerhalb der Batterie unkontrolliert Energie freigesetzt wird. Dies führt zu weiterem Temperaturanstieg.
   
• Sich selbst verstärkender Prozess:
  Die erhöhten Temperaturen innerhalb der Batterie verursachen mehr Reaktionen und Hitze, was zu einem sich selbst verstärkenden Prozess führt. Das bedeutet, dass die Temperatur weiter ansteigt, was das Risiko eines thermischen Durchgehens erhöht.
   
• Kurzschluss und Gasbildung:
  Wenn die Temperatur weiter steigt, kann der Separator in der Batterie beschädigt werden, was zu einem Kurzschluss führt. Gleichzeitig kann die Gasbildung innerhalb der Batterie den Druck erhöhen, was das Risiko einer Explosion erhöht.
   
• Explosionsgefahr:
  Die Kombination aus erhöhter Temperatur, Kurzschluss und Gasbildung schafft eine Situation mit hoher Explosionsgefahr. Der Druckaufbau innerhalb der Batterie kann letztendlich zu einer explosiven Freisetzung von Energie führen.

Lösungen und Sicherheitsmaßnahmen

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