ZSW beurteilt Batterieschäden mit hochauflösendem 3D-Computertomograph.

ZSW beurteilt Batterieschäden mit hochauflösendem 3D-Computertomograph.ZSW

Seit der Markteinführung von Lithium-Ionen-Zellen für Elektroautos, E-Bikes und Stromspeicher gewinnt die detaillierte Analyse gealterter oder defekter Akkus immer mehr an Bedeutung. Häufig geht es bei der Schadensbeurteilung um die Frage, ob unsachgemäße Nutzung, Produktionsfehler oder Schwachstellen in der Konstruktion die Beeinträchtigung verursacht haben.

Der rund 2,5 Meter lange, 2 Meter hohe und 1,60 Meter breite Computertomograph bei ZSW soll künftig zur Post-Mortem-Analyse bei Schadensfällen sowie zur Qualitätssicherung neuer Produkte genutzt werden. Die Untersuchungen bieten die Basis für eine gezielte Verbesserung von Materialien und Prozessen im Rahmen der Elektroden- und Zellfertigung. Darüber hinaus ist das Gerät Teil der Entwicklung neuer Prüfmethoden für die Batterieindustrie.

Zwei Röhren ermöglichen tiefe Einblicke in den inneren Aufbau der Akkumulatoren und ihrer Bestandteile: Die Mikrofokusröhre mit 300 kV Spannung eignet sich vor allem für die Durchleuchtung größerer Zellen und ganzer Batteriemodule. Mit der 300-kV-Röhre kann eine Detailerkennbarkeit bis 1 µm erreicht werden. Die Nanofokusröhre bringt es sogar auf 0,5 µm.

„Wir können jetzt kleinste Anomalien und Strukturänderungen im Zellinneren dreidimensional sichtbar machen“, berichtet Prof. Werner Tillmetz, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Elektrochemische Energietechnologien. „Damit werden entscheidende Erkenntnisse zur Optimierung von Zellen und zu den Produktionsprozessen gewonnen.“

Zur Untersuchung fixiert man die elektrochemischen „Patienten“ auf einem präzise rotierenden Probenteller und durchleuchtet sie dann wahlweise mit der entsprechenden Röhre. Der Rotationsdurchmesser kann bis zu 50 Zentimeter betragen, die Proben können bis zu 80 Zentimeter hoch sein. Für die Untersuchung von Batteriemodulen ist das eine wichtige Voraussetzung.