Thermal Runaway und thermische Propagation

Was man unter Thermal Runaway und thermischer Propagation bei Lithium-Ionen-Batterien versteht.

Thermal Runaway

Das thermische Durchgehen (Thermal Runaway) von Batteriezellen bezeichnet laut der Gesellschaft für Werkstoffprüfung (GWP) die Überhitzung der Zelle durch einen sich selbst verstärkenden wärmeproduzierenden Prozess. Er entsteht durch eine Überlastung oder Beschädigung einer Batteriezelle. Dazu zählen mechanische Beschädigungen von außen, innere Beschädigungen durch Quetschung oder Stauchung, Überladungen und thermische Überhitzungen, etwa durch Ausfall der Batteriekühlung. Das thermische Durchgehen einer Zelle führt dabei häufig zum Bersten und Brennen derselben. Dies löst weitere Reaktionen aus (thermische Propagation), so dass innerhalb kurzer Zeit auch in den benachbarten Zellen mehrere hundert Grad erreicht werden.

Thermische Propagation

Von thermischer Propagation (Propagation = Ausbreitung oder Ausdehnung) spricht man, wenn das Ereignis eines Thermal Runaway auf benachbarte Zellen und Batteriemodule überspringt und es zu einer Art Kettenreaktion kommt. Auf diesem Weg wird eine erhebliche Menge an Energie frei. Die Propagation eines thermischen Ereignisses von Zelle zu Zelle gehört zu den größten sicherheitstechnischen Herausforderungen beim Betrieb einer Lithium-Ionen-Batterie und ist für Mensch und Umwelt eine Gefahr.