Lithium-Ionen-Akkus spielen heutzutage eine immer wichtigere Rolle, in jeglicher Art von Elektronik, in Elektrofahrzeugen und als Energiespeicher für Heim und Industrie. Dieser Anstieg der Akkunutzung birgt nicht nur Chancen, sondern auch Risiken. Unser Fokus richtet sich auf das Kernstück der Akkusicherheit. Dort untersuchen wir die ablaufenden Reaktionen im Schadensfall und den Ausstoß toxischer Gase. Dank unseren Gasanalyselösungen können mögliche Probleme frühzeitig erkannt werden.
Thermisches Durchgehen oder „Thermal Runaway“ von Lithium-Ionen-Akkus
Beim Thermal Runaway entsteht neben großer Hitze eine Vielzahl von toxischen und aggressiven Gasen. Mit den FTIR-Gasanalysatoren von Gasmet können die von den Akkus im Brandfall ausströmenden Gase schnell und einfach analysiert und die Konzentrationen der einzelnen Komponenten gemessen werden. Da nicht alle Gase unter den gleichen Umständen freigesetzt werden, sind für genaue Messungen und die Identifizierung Multigasanalysatoren wie der GT6000 Mobilis mit beheizter Messzelle unerlässlich. Kohlenmonoxid, Carbonate, Säuren wie Fluorwasserstoff und verschiedene VOCs sind Gase, die in diesen Szenarien von besonderem Interesse sind.
Die Ausgasung von Akkus ist ein weiteres Gebiet, wo die FTIR-Analyse ihre Stärken zeigt. Ausgasungen zu erkennen ist von entscheidender Bedeutung, da sie ein bevorstehendes Durchgehen der Akkus anzeigen können. Als Indikatoren werden Gase wie Fluorwasserstoff (HF) und Carbonate verwendet, wobei der Grenzwert oft bei 1 ppm liegt.
Missbrauch von Lithium-Ionen-Akkus und Personensicherheit
Thermisches Durchgehen und Brände von Akkus sind nicht nur ein Problem für Batteriehersteller, sondern insbesondere für Fahrgäste in Elektrofahrzeugen und Ersthelfer im Schadensfall. Zur Messung von Gasen an der Unglückstelle oder für Versuche unter schwierigen Bedingungen bei Umgebungstemperaturen bieten wir unseren GT5000 Terra Multigasanalysator an. Die Möglichkeit des Betriebs mittels Akku erlaubt eine unerreichte Flexibilität in verschiedensten Einsatzszenarien.
Typgenehmigung von Elektrofahrzeugen und Akkusicherheit
Um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen zu gewährleisten, ist die Typengenehmigung an bestimmte Vorschriften geknüpft. In Europa gilt beispielsweise die Richtlinie ECE-R100. Sie regelt die sicheren Bedingungen im Fahrgastraum während eines Thermal Runaway der Fahrzeugbatterie. Um Gase wie HF, HCl, CO und VOC bei Umgebungstemperaturen und geringerer Konzentration zu messen, leistet die FTIR-Technologie im GT5000 Terra gute Dienste.
Batterierecycling und Herstellung
Das Recycling von Lithium-Ionen-Akkus wird durch Vorschriften zur Verwendung von recycelten Materialien in neuen Batteriezellen vorangetrieben. Dadurch kann die Abhängigkeit von neuen Materialien reduziert und die Wiederverwertung von Altbatterien vorangetrieben werden. Für Prozesse wie dem Zerkleinern der Altbatterien und der Lösemittelrückgewinnung sind Gasanalysen von entscheidender Bedeutung. Mit der FTIR-Technologie können die Gaskonzentrationen der freigesetzten Dämpfe und Prozessgase bestimmt werden.
Lithium-Ionen-Akkus sicher lagern
Batterie-Energiespeichersysteme sind für die Speicherung erneuerbarer Energien aus Quellen wie Wind- oder Sonnenenergie unerlässlich. Für diesen „Behälter voller Batterien“ muss die Sicherheit der Speichersysteme gewährleistet werden. Die britische Richtlinie NFAP 855 schreibt beispielsweise vor, dass zur Vermeidung von Gasansammlungen eine frühzeitige und kontinuierliche Gasdetektion notwendig ist. Dies wird mit einer kontinuierlichen Überwachung potenzieller Gase in den Lüftungssystemen erreicht. Für diese Aufgabe bieten wir unser kontinuierliches Emissionsüberwachungssystem CEMS II e an. Es kann bis zu 50 Gase, einschließlich Fluorwasserstoff, kontinuierlich identifizieren und messen.
Die Gasdetektion im Zusammenhang mit Batterien ist auch in der Logistik und im Lagerwesen von Bedeutung. Hier eignet sich das tragbare GT6000 Mobilis als Lösung zur Messung potenziell gefährlicher Gase.
Sie möchten mehr über die oben genannten Anwendung erfahren und verstehen welchen Beitrag die Gasanalyse leisten kann? Wir empfehlen Ihnen, folgende Artikel zu lesen: Gasanalysen – Eckpunkte für Batterie-Sicherheitstests
Vorteile von Multikomponenten-Gasanalysatoren für die Batteriesicherheit
Die Nutzung von Multikomponenten-Gasanalysatoren bietet unzählige Vorteile. Mit der FTIR-Technologie können alle relevanten Gase gleichzeitig gemessen werden. Damit kann viel Zeit eingespart werden. Die Ergebnisse sind sofort verfügbar und vermitteln ein Bild der Gefährdungslage. Zeit- und kostenintensive separate Probenahmen und -aufbereitungen entfallen. Messungen können bedeutend schneller erfolgen. Da wesentlich mehr Proben gesammelt und gemessen werden, sind die Untersuchungen der Luftqualität viel aussagekräftiger.
Die Gasanalysatoren GT5000 Terra und GT6000 Mobilis sind die ideale Lösung für den Einsatz für verschiedene sicherheitsrelevante Anwendungen in Batterien. Diese tragbaren Geräte sind extrem vielseitig und können auch für verwandte Aufgaben im Bereich Luftqualität und Arbeitshygiene der Einrichtung oder für F&E-Zwecke eingesetzt werden.
Lösungen für verschiedene Anwendungsfälle
GT6000 Mobilis – FTIR-Analysator mit beheizter Messzelle
- Untersuchung thermisches Durchgehen
- Ausgasung
- Batteriebrand (Forschung)
- Batterie-Recycling (Zerkleinerung und Lösungsmittelrückgewinnung)
- Gaserkennung in Logistik und Lagerhaltung
GT5000 Terra – Umgebungsanalysator
- Typengenehmigung von Elektrofahrzeugen
- Batteriebrand und Personensicherheit (Katastrophenhilfe)
- Batterie-Recycling (Arbeitssicherheit)
- Kontinuierliche Überwachung von Batterie-Energiespeichersystemen
