Geräte ein E-Auto in Brand durch Beschädigung der Batteriezellen, dann brennt in der Regel der flüssige Elektrolyt. Dies Flüssigkeit erleichtert den Ionen den Weg zwischen Anode und Kathode. Das große Versprechen der Festkörperbatterie ist der Einsatz von Glas-Keramik-Kompositmaterialien, die sich bei einem Kurzschluss nicht entzünden.
Doch bis zur serienreifen Festkörperbatterie (Solid State) dauert es noch. Ein wichtiger Schritt ist nun dem Schweizer Zellhersteller Leclanché gelungen. Durch Zugabe eines feuerhemmenden Additivs in den flüssigen Elektrolyt, sinkt die Brandgefahr um fast 80 Prozent bei einem Kurzschluss. Diese Leistung wurde vom externen Prüflabor Intertek Deutschland mit Nageldurchdringungstests mit der 60-Ah-Zelle bestätigt. Trotz des Durchstechens der Testzellen mit einem daraus resultierenden Kurzschluss, wiesen die Zellen eine weitaus geringere Brandgefahr auf als gleiche Zellen ohne flammenhemmende Zusätze.
Kein negativer Einfluss auf Leistung oder Langlebigkeit
„Während die gesamte Batterieindustrie weiterhin beträchtliche F&E-Ressourcen in die Entwicklung von Festkörperbatterien investiert, besteht ein entscheidender Bedarf, die Sicherheit der heutigen Lithium-Ionen-Zelltechnologie mit hoher Energiedichte zu verbessern. Die meisten Bemühungen, die bisher unternommen wurden, beeinträchtigen die Leistung oder die Langlebigkeit der Zellen. Leclanché ist es gelungen, eine hochleistungsfähige Lithium-Ionen-Zelle mit hoher Energiedichte zu entwickeln, die hohe Sicherheitseigenschaften aufweist, ohne die Leistung oder Langlebigkeit negativ zu beeinflussen. Dies ist eine entscheidende technologische Verbesserung des aktuellen Stands der Zelltechnologie, die keine bahnbrechende neue Technologie erfordert, die noch mehrere Jahre von der kommerziellen Verfügbarkeit entfernt sein könnte”, sagt Pierre Blanc, Chief Technology Officer von Leclanché.
Leclanché-Batteriezellen werden in Willstätt, Deutschland, hergestellt. Zur Fertigung der Elektroden nutzt das Unternehmen anstelle von organischen Lösungsmitteln wie NMP einen wasserbasierten Prozess, der zu einer geringeren Umweltbelastung und einem niedrigeren CO2-Ausstoss führt. Dieses Verfahren hat sich in den letzten zehn Jahren in der kommerziellen Produktion bewährt hat. Die Elektroden, die mit dem wasserbasierten Herstellungsverfahren produziert werden, weisen eine hohe Stabilität gegenüber den im neuen Elektrolyten enthaltenen flammhemmenden Additiven auf, so dass die Leistungsfähigkeit der Zellen erhalten bleibt.
Die neuen nicht entflammbaren Zellen werden ab dem ersten Quartal 2023 für die Produktion verfügbar sein. Leclanché SA gehört zu den weltweit führenden Anbietern hochwertiger Energiespeicherlösungen. Das Unternehmen wurde 1909 in Yverdon-les-Bains (Schweiz) zur Herstellung von Trockenzellen gegründet. 2006 kam der Standort im baden-württtembergischen Willstätt hinzu.
