Elektromobilität: Ungleichgewicht in Batterien verkürzt Lebenszeit deutlich
Zwei komplett unabhängige Untersuchungen, eine in Großbritannien(öffnet im neuen Fenster), die andere aus einer in Nature Energy(öffnet im neuen Fenster) veröffentlichten Zusammenarbeit einer schwedischen und einer chinesischen Universität, kommen zu dem Ergebnis, dass Fehler in einzelnen Batteriezellen das Funktionieren der gesamten E-Auto-Batterie gefährden. Dabei würde die verbliebene Kapazität eigentlich noch ausreichen. Der Studie nach können die betroffenen Batterien zwischen 20 und 25 Prozent der abrufbaren Energie nicht mehr nutzen.
Das Forschungsteam beschreibt es als Effekt der schwächsten Zelle. Demnach kann eine Batteriezelle, die beim Laden oder Entladen die Sicherheitsvorgaben zum internen Widerstand überschreitet, den Austausch der kompletten Batterie verursachen, obwohl die übrigen Zellen weiterhin funktionierten.
Beobachtet wird das Verhalten allerdings erst nach mehreren hundert Ladezyklen. Nach etwa 170.000 km Fahrleistung begann die beschleunigte Degradation einzelner Zellen in einem kleinen Teil der untersuchten Batterie.
Ein kleiner Teil von 10.000 Batterien
Ähnliches berichtet die britische Batteriediagnosefirma Generational in einer Pressemitteilung. Mit den eigens entwickelten Testmethoden, die für gewerbliche Zwecke genutzt werden, werden neben dem allgemeinen Gesundheitszustand der Batterie auch die Informationen der einzelnen Batteriezellen ermittelt. Während fast 99 Prozent der getesteten Batterien nahezu perfekt gleichmäßige Spannungswerte über alle Zellen hinweg zeigen, gibt es bei jedem 85. Akku einzelne Zellen mit einer deutlichen Abweichung. Bei jedem 200. ist die Abweichung 25-mal höher als im Durchschnitt.
Dem Unternehmen nach wird das Verhalten bei den üblichen State-of-Health-Untersuchungen nicht erfasst, kann sich aber auf die gesamte Batterie auswirken. Auch hier kann eine einzelne Batteriezelle die Lebensdauer der Batterie erheblich verkürzen.
Betont wird aber auch, dass es sich nur um einen kleinen Teil der getesteten Speicher handelt. Im Durchschnitt lag die Restkapazität aller 10.000 untersuchten Batterien bei über 95 Prozent.
Vorschläge zur Besserung
Da stets nur ein winziger Teil der Batterien betroffen ist, könnten laut des Forschungsteams vergleichsweise einfache Maßnahmen zur Besserung beitragen. Von der Optimierung des Herstellungsprozesses der Zellen über bessere interne Kontrolle des Batteriezustandes bis zur Möglichkeit, Batteriesysteme neu zu konfigurieren und in Teilen austauschbar zu machen, reichen die Vorschläge.
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