Interne Temperatur von Lithium-Akkus messen

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Interne Temperatur von Lithium-Akkus messen
Interne Temperatur von Lithium-Akkus messen

Forscher des APL (Applied Physics Laboratory) der Johns Hopkins University (USA) haben eine elegante Methode entwickelt, rechtzeitig vor mit erhöhter Temperatur einhergehenden destruktiven Ereignissen bei Lithium-Akkus zu warnen. Hierzu wird nicht etwa ein Temperatursensor herangezogen, sondern ein spezieller neu entdeckter Zusammenhang zwischen der internen Temperatur einer Lithium-Akku-Zelle und bestimmten elektrischen Parametern ausgewertet.


Wegen ihrer hohen Energiedichte werden Lithium-Akkus zunehmend in elektronischen Geräten sowie in Hybrid- und Elektro-Autos eingesetzt. Doch der sichere Betrieb solcher Akkus gehört immer noch zu den Herausforderungen der Hersteller. Nicht nur in Laptops oder Handys, sondern sogar in Elektro-Fahrzeugen kam es wiederholt schon zum Versagen bis hin zur Entzündung solcher Akkus. Der Grund für diese Art von Fehlern liegt im Davonlaufen der Temperatur, bei denen sich die thermischen Prozesse ab einer gewissen Temperaturschwelle von selbst aufschaukeln.


Starke und destruktive Temperaturanstiege können beim Laden und Entladen innerhalb von Sekunden auftreten und können arge Probleme bereiten, wenn so ein Akku dann nicht rechtzeitig deaktiviert wird. Üblicherweise außen angebrachte Temperatursensoren können diese Prozesse häufig nicht schnell genug erfassen, da es auf die Temperatur im Innern einer Zelle ankommt. Die neue Methode basiert auf der Entdeckung, dass wenn man einen kleinen Wechselstrom durch den Akku fließen lässt, dieser durch den Akku verändert wird und dass diese Veränderung proportional der Temperatur am Separator und im Elektrolyt ist. Diese Änderung lässt sich auch im normalen Betrieb relativ einfach messen und so hat man ein Maß für die aktuelle interne Temperatur praktisch ohne Zeitverzögerungen. Kritische Bedingungen können so rechtzeitig detektiert werden.

 

Bild: Cepheiden @ wikipedia.de

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