LG Chem hat ein bahnbrechendes Material entwickelt, das thermische Durchgehprozesse in Batterien effektiv unterdrücken kann und somit das Risiko von Batteriebränden minimiert. Diese Innovation könnte vor allem in Elektrofahrzeugen für mehr Sicherheit sorgen und damit das Vertrauen der Nutzer in moderne Akkutechnologien steigern.
Temperaturempfindliches Material als “Sicherung” gegen Überhitzung
Das Herzstück dieser Technologie ist ein temperaturempfindliches Material, das nur 1 Mikrometer (1/100 der Dicke eines menschlichen Haares) misst. Dieses extrem dünne Material befindet sich zwischen der Kathode und dem Stromsammler einer Batterie und reagiert sofort auf steigende Temperaturen. Es fungiert wie eine Sicherung, die den Stromfluss bei Überhitzung frühzeitig unterbricht und so die Entstehung eines Brandes verhindert.
Die neuartige Sicherheitsverstärkungsschicht (Safety Reinforced Layer, SRL) ändert ihren elektrischen Widerstand, sobald die Temperatur in der Batterie den kritischen Bereich von 90°C bis 130°C überschreitet. Steigt die Temperatur, erhöht sich der Widerstand um bis zu 5.000 Ohm pro Grad Celsius, wodurch der Stromfluss blockiert wird. Sobald sich die Batterie abkühlt, kehrt das Material in seinen ursprünglichen Zustand zurück und ermöglicht wieder einen normalen Betrieb.
Tests bestätigen deutliche Sicherheitsverbesserungen
Die Wirksamkeit dieser Technologie wurde in verschiedenen Tests, darunter ein Durchdringungstest mit Nägeln sowie ein Aufpralltest, eindrucksvoll bewiesen. Bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien ohne diese Schicht fingen 84% der Zellen nach einem Nageltest Feuer. Hingegen blieb keine einzige Batterie mit der neuen Technologie betroffen. Auch bei Elektrofahrzeug-Batterien mit Nickel-Cobalt-Mangan (NCM) erwies sich die Innovation als wirksam: In 70% der Fälle trat gar kein Feuer auf, und in den restlichen 30% erloschen die Flammen innerhalb von Sekunden.
Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der Entwicklung, thermische Durchgehprozesse, die eine der Hauptursachen für Batteriebrände sind, signifikant zu verhindern. Dabei sorgt das Material nicht nur für Sicherheit, sondern ist auch effizient genug, um die Energiedichte der Batterie nicht zu beeinträchtigen – ein Problem, mit dem frühere Ansätze oft zu kämpfen hatten.
Perspektiven für die Massenproduktion
Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Dies verdeutlicht die wissenschaftliche Relevanz der Entdeckung und die unmittelbare Anwendbarkeit der Technologie. LG Chem plant, das Material schnell in die Massenproduktion zu überführen, um es in mobilen Geräten und Elektrofahrzeugen einzusetzen.
Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit LG Energy Solution und der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hat diesen technologischen Durchbruch ermöglicht. Lee Jong-gu, der CTO von LG Chem, ist überzeugt, dass die neue Sicherheitsinnovation die Wettbewerbsfähigkeit von LG Chem im globalen Batteriemarkt weiter stärken wird.
