Die Veröffentlichung von Jan Schöberl et al. (erschienen in eTransportation, Elsevier, 2026) befasst sich mit der Absicherung gegen die Ausbreitung eines Thermal Runaway in Lithium-Ionen-Batteriesystemen. Im Fokus stehen prismatische Zellen auf Basis von NMC-811 und LFP-Chemie, die in automobilen Anwendungen weit verbreitet sind.
Ausgangspunkt der Arbeit des Munich Institute of Integrated Materials, Energy and Process Engineering (MEP) an der TU München ist die Beobachtung, dass experimentelle Tests zur Thermal-Runaway-Ausbreitung eine hohe statistische Streuung aufweisen. Diese Unsicherheiten werden in simulationsbasierten Auslegungsmethoden bislang nur unzureichend berücksichtigt. Die Autoren schlagen daher eine Methodik vor, die diese Varianzen explizit einbezieht und damit eine belastbarere Bewertung der Systemsicherheit ermöglicht.
Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen den betrachteten Zellchemien. Für NMC-811-Zellen wird eine Aerogel-Dicke von etwa 4 mm als ausreichend beschrieben, um eine Ausbreitung zu verhindern. Bei LFP-Zellen hingegen kann bereits eine deutlich geringere Materialstärke unter 1 mm genügen, was auf die grundsätzlich geringere thermische Reaktivität dieser Chemie zurückgeführt wird. Unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeitsaspekten ergibt sich jedoch ein differenzierteres Bild: Eine Aerogel-Schicht von 5 mm bei NMC-811 erreicht ein ähnliches Sicherheitsniveau wie eine 1-mm-Schicht bei LFP.
Die Arbeit zeigt damit, dass eine rein deterministische Auslegung nicht ausreicht, um die Sicherheit von Batteriesystemen belastbar zu bewerten. Stattdessen ist eine probabilistische Betrachtung erforderlich, die die Streuung experimenteller Ergebnisse in die Simulation integriert. Insgesamt liefert die Studie einen methodischen Ansatz, um die Auslegung von Batteriesystemen im Hinblick auf Thermal-Runaway-Ausbreitung fundierter zu bewerten. (oe)
