Batteriesicherheit: Antworten zu Teilnehmerfragen aus dem Webinar mit Solarwatt

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Der Aufhänger ist die Diskussion, ob Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Batteriespeichern grundsätzlich sicherer sind als Batterien mit anderen Kathodenmaterialien. Das Thema geht aber viel weiter. Denn die eigentliche Frage ist, wie lässt sich Batteriesicherheit definieren, wie lässt sie sich testen, und was ist nötig, damit man Vertrauen zu einem solchen System hat. Darum ging es in dem pv magazine Webinar mit Initiativpartner Solarwatt.

Kurz zusammengefasst: Thomas Timke, Senior Battery Expert Solarwatt Innovation, und Matthias Baumann, Leiter des Batterielabors bei TÜV Rheinland, äußerten sich darin gleichermaßen. Der Sicherheitsleitfaden mit seiner ganzheitlichen Checkliste sei ein guter Maßstab und  es sei irreführend, die Sicherheit rein aus der chemischen Zusammensetzung des Kathodenmaterials, also zum Beispiel Lithium-Eisenphosphat (LFP) oder Nickel-Kobalt-Mangan (NMC), herzuleiten. Die Details können Sie in der Aufzeichnung des Webinars und auf den Webinarfolien nachsehen und nachlesen (hier können Sie die Präsentation herunterladen und das Webinar nachsehen).

Im folgenden beantwortet Thomas Timke wichtige Fragen, die im Webinar gestellt wurden, und für die teilweise keine Zeit mehr blieb. In der Märzausgabe von pv magazine, die am 12. März erscheint, berichten wir ausführlich über die „Diskussion um das Lithium-Eisenphosphat“.

Markt und Sicherheit allgemein

Woran sehe ich, dass mein Batteriehersteller alle Sicherheitsaspekte bedacht und unter Kontrolle hat?

Alle Sicherheitsaspekte inklusive elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) umfassen bei einer Lithium-Ionenbatterie über 500 Seiten Anforderungen und Prüfungen aus mindestens sechs verschiedenen Normen. Dazu kommen gesetzliche Vorgaben, Risikoanalysen und vieles mehr. Wie bei anderen komplexen Produkten (zum Beispiel Maschinen) erkennt man die Einhaltung als Nutzer in der Regel nur über die Zusammenfassung zu nachprüfbaren Standards.

Wichtig ist auch, dass die Prüfungen in einem akkreditierten Labor bestanden wurden. „Weichspüler-Aussagen“ wie „Entwickelt gemäß …“, „Norm XYZ bei der Entwicklung berücksichtigt“ und Ähnliches sind bezogen auf Produktsicherheitsnormen ernste Warnsignale. Hersteller, die aufwändig in geeigneten Prüflaboren testen oder testen lassen, weisen das oft auch gern nach, um sich von genau diesen weichgespülten Aussagen abzugrenzen.

Wie kann ein Installateur auf kurzem Weg die guten von den schlechten Angeboten trennen? Gibt es ein Ranking von den derzeit am Markt erhältlichen Batteriespeichern zum Thema Sicherheit – zum Beispiel in der Form: gut, sehr gut oder Finger weg?

Für den kurzen Weg werden beim Sicherheitsleitfaden und der VDE-AR-E 2510-50 neben umfangreichen Anforderungen auch die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften bezogen auf EU-Konformität, Batteriegesetz und Gefahrgut mit geprüft. Letzteres sollte zwar nicht nötig sein. Es gibt aber noch vereinzelt Systeme, die nicht vollständig geprüft wurden, wie Untersuchungsergebnisse unter anderem der Marktaufsicht und von Projekten wie „SPEISI“ und „SafetyFirst“ zeigen.

Ein Ranking nach Sicherheit entsteht bei den Untersuchungen automatisch durch die Bewertungsschemata. Aber diese werden aus gutem Grund nicht mit Herstellernamen veröffentlicht. Systeme können ab einem bestimmten nachzuweisenden Level als sicher angesehen werden. Was darüber hinausgeht, ist natürlich gut – viel wichtiger ist es aus meiner Sicht jedoch, die “Finger-weg“-Systeme auszusortieren.

Weiterhin gibt es noch Erfahrungswerte mit Markenherstellern, die sich vor dem Verkauf von Speichern schon über lange Zeit einen Namen mit verwandten Produkten wie Photovoltaik-Wechselrichtern gemacht haben. Den guten Namen habe sie u.a. verdient durch die sorgfältige Auswahl ihrer Komponenten und gründliche Tests ihrer Produkte. Ich habe über die Jahre in unterschiedlichen Rollen Kontakt zu guten Wechselrichterherstellern in Deutschland, Österreich und der Schweiz gehabt. Keiner davon hat als heikel bekannte Zellen eingesetzt oder öffentlich mit schwer nachvollziehbaren Sicherheitsargumenten geworben, aber alle haben sich detailliert mit Li-Ionen-Technologie beschäftigt. Mindestens die „Finger weg“-Produkte kann man meines Erachtens bei diesen Herstellern ausschließen.

Wenn ein Batterielieferant sagt, Batterien auf Basis von Lithium-Eisenphosphat (LFP) seien „eigensicher“ – wie sollte man reagieren?

Wenn die Aussage, LFP sei eigensicher, direkt vom Lieferanten oder Hersteller kommt, dann verursacht dies leider Extra-Arbeit, wenn man es genau genug wissen möchte und weil es ein Warnsignal sein kann. Im schlechtesten Fall hat ein Lieferant sein Produkt wegen der angenommenen Eigensicherheit der Zellen nicht gegen alle Fehler abgesichert und/oder nicht auf die Zellqualität geachtet. Dann sollte man den Lieferanten wechseln. Oder man müsste klären, ob diese Aussage nur wiedergegebenes Halbwissen beziehungsweise ein (wider besseren Wissens genutztes) Verkaufsargument ist, obwohl das System gegebenenfalls ausreichend gut entwickelt wurde und umfassende Prüfungen bestanden hat.

Falls das System nicht gemäß Sicherheitsleitfaden oder VDE-AR-E 2510-50:2017 von einem geeigneten Labor geprüft wurde, ist es kein Spaziergang (und für Kunden und Installateure kaum machbar), die Erfüllung der umfangreichen Anforderungen an eine sichere Batterie selbst nachzuprüfen.

Bei uns in der Region erzählen Handwerksbetriebe, dass Lithium-Eisenphosphat-Batterien sicherer seien als andere Batterien. Wer kann dafür Sorge tragen, dass diese die richtigen Hintergrundinformationen geben?

Dafür sind meines Erachtens die Installateure am besten geeignet. Bei etablierten Technologien würde ein solches Verhalten unter irreführende Werbung oder unlauteren Wettbewerb fallen beziehungsweise aufgeklärte Verbraucher würden es kritisieren. Handwerksbetriebe erforschen Batteriesicherheit in der Regel nicht selbst. Das bedeutet, dass sie dieses Argument entweder irgendwo gehört oder auch von ihrem Lieferanten übernommen haben. Letzteres fände ich sehr schade, wenn Lieferanten das so sagen, weil Handwerksbetriebe wirklich Wichtigeres zu tun haben, als Lieferantenargumente zu prüfen, die in Detailebenen der Produktsicherheit und der Elektrochemie liegen.

Wenn der Kunde auf Nummer „ganz sicher“ gehen will oder wenn die Umgebungstemperatur wie in der Landwirtschaft stark schwanken kann, empfehle ich die gute alte Bleibatterie. Gehen Sie da mit?

„Ganz sicher“ gibt es auch bei dieser bewährten Batterietechnologie nicht. Es gelten weniger, aber dennoch wichtige Anforderungen (siehe z.B. DIN EN 50272-1 u. -2 bzw. die Entwürfe der IEC 62485 Teil 1 u. 2) als bei Li-Ionen-Batterien. Beide Technologien reagieren auf Temperaturen und sind in vielen unterschiedlichen Ausführungen und Qualitäten zu bekommen. Ich würde es nicht von Blei oder Li-Ionen abhängig machen. Wenn Sie mit einem bestimmten Bleibatteriehersteller gute Erfahrungen (auch bezüglich Lebensdauer) über eine längere Zeit gemacht haben, routiniert bei der Installation sind und nichts (z.B. Platzbedarf, Entlüftung, Wartung oder Zyklenkosten) im jeweiligen Fall gegen Blei spricht, ist das eine gute Lösung. Dann kommen für den Kunden eine bewährte Technologie und fundierte Praxiserfahrung zusammen. Da gehe ich selbstverständlich mit!

Wie reagiert eine Lithium-Ionen-Zelle bei Kurzschluss und gibt es diesbezüglich Unterschiede zwischen LFP-Zellen und Nickel-Magan-Kobalt-Zellen (NMC)?

Die meisten Zellen werden dabei beschädigt und erhitzen, aber überstehen Kurzschlusstests (z.B. gemäß DIN EN 62133, 62619 oder 62281) ohne Öffnen oder Feuer. Unterschiedliche Reaktionen liegen viel eher im Zelldesign und den Details begründet (wie unter anderem die Beschichtungsdicke, Auslegung, Innenwiderstand) als im Kathodenmaterial.

Vereinfacht betrachtet haben es Zellen mit höherer Kapazität etwas einfacher, weil sich bei gleicher Zellspannung und Kurzschlusswiderstand (je nach Test 5-100 Milliohm) gemäß ohmschem Gesetz ein Kurzschlussstrom bildet, der für größere Zellen eine geringere C-Rate bedeutet. In einer gut entwickelten Batterie ist das weniger relevant. Hier sind Kurzschlüsse an Zellen unwahrscheinlich, Kurzschlüsse der Batterie werden unter anderem über Sicherungen abgefangen und kleine Zellen (z.B. 18650-Typen) teilen sich den Kurzschlussstrom in einer Parallelschaltung.

Kann man von der Bauform auf die Sicherheit Rückschlüsse ziehen?

Nicht generell, aber es gibt Erfahrungswerte. Wie bei anderen Technologien ist es manchmal besser, etwas in Einheiten mit limitierter Größe zu unterteilen statt eine Rieseneinheit zu bauen. Bei Hardcase-Zellen mit zum Beispiel 150 Amperestunden oder mehr sind oft so viele Anoden-Kathoden-Lagen verbaut, dass die Homogenität leidet. Mit der Inhomogenität steigt die Fehlerwahrscheinlichkeit und mit der Größe steigt das Fehlerausmaß des Zellfehlers. Man könnte so große Zellen auch homogener bauen. Aber das wäre sehr aufwändig und teuer im Vergleich zur Unterteilung in Zellen von beispielsweise unter 100 Amperestunden – wobei hier keine harten Grenzen zu ziehen sind. Ein Beispiel aus dem Alltag ist die maximale Höhe von Geschirrstapeln. Mit genügend sportlichem Ehrgeiz kann man alles auf einmal zur Spülmaschine bringen, aber das ist langsam bei hohem Risiko und entsprechenden Auswirkungen. Kleinere Stapel sind bewährt …und vermeiden familiären Stress.

Sind Hochvoltbatterien sicherer oder unsicherer als die normalen Batterien?

Nein, für die einzelnen Zellen ist die Gesamtspannung der Batterie nicht relevant, solange sie nicht zum Beispiel durch eingebaute Sicherheitsmechanismen auf maximale Gesamtspannungen beziehungsweise Kurzschlussströme im Fehlerfall (höher in Reihenschaltungen) limitiert sind. Elektrische Sicherheit und Isolationskoordination wird in Batterien wie in anderen Geräten nach bewährten Normen und gemäß Niederspannungsrichtlinie entsprechend den vorhandenen Spannungen umgesetzt.

Lassen sich die Sicherheitsaussagen aus den Tests an einzelnen Zellen einfach hochskalieren auf Batterien, die aus vielen Zellen besteht?

In vielen Fällen geht das nicht. Daher verweisen wir fast unermüdlich auf Tests auf Systemebene, bei der sich die Zelle in der entsprechenden Einbauumgebung befindet.

Thermal Runaway

Wie definiert man den Thermal Runaway, vor dem alle Angst haben?

Ein Thermal Runaway ist eine unkontrollierte exotherme Reaktion, also ein Prozess bei dem in der Regel durch Materialzersetzung viel Wärme freigesetzt wird. Typische Systemreaktionen, wie Abschalten, können das nicht stoppen, weil dieser Prozess oft selbstverstärkend ist und innerhalb der Zelle stattfindet. Dabei treten zum Teil Temperaturen von über  900 Grad Celsius auf, die wiederum in den benachbarten Zellen das Abblasen von Gas oder sogar einen weiteren Thermal Runaway erzeugen. Unter Umständen verläuft so eine Kettenreaktion durch die gesamte Batterie. Genaugenommen gehört zur Definition, dass ein Thermal Runaway in der Praxis bei stationären Speichern ein sehr seltenes Ereignis ist. Etwas häufiger sind in unzureichend entwickelten Batterien Brände, die durch entflammten beziehungsweise gasförmig ausgetretenen Elektrolyt entstehen, die nicht in einem Thermal Runaway enden.

Wie ist der Thermal Runaway bei der Sony-Zelle und bei der von Solarwatt benutzten Zelle provozierbar?

Bei beiden Zellen geht das nur durch eine Fehlbehandlung (zum Beispiel thermisch oder durch Überladen), die um ein Vielfaches stärker ausfällt, als es durch Fehler innerhalb einer Batterie überhaupt möglich ist. Die Provokation des Thermal Runaways ist seit Aufkommen der sogenannten Ausbreitungstests ein vieldiskutiertes Problem. Bei diesen Tests ist vorgeschrieben, dass eine Zelle innerhalb einer Batterie in einen Thermal Runaway gebracht wird, um die Ausbreitung innerhalb und die Auswirkungen außerhalb der Batterie zu prüfen. Nun lassen sich aber einige hochwertige Zellen nicht so einfach in diesen Zustand bringen. Je stabiler die Zelle ist, desto extremer muss der Auslöser sein – bis hin zu völlig praxisfernen Maßnahmen. Aus diesem Grund wurde in Japan ein Forschungsprogramm für standardisierte Auslösungen gestartet.

In Europa gehen wir andere Wege. Unter anderem treffen sich dazu im März beim Joint Research Center der EU europäische Experten für Li-Ionenbatterien aus mehreren Anwendungen inklusive E-Mobility. Wir tauschen uns dort zwei Tage ausschließlich zu diesem Thema aus. Eines der Ziele wird es sein, Verfahren zu finden, um Zellen beschleunigt während Sicherheitsprüfungen in ihre jeweils möglichen Fehlerzustände zu bringen. Neigt die Zelle zu Thermal Runaways, wird sie so getestet. Wenn nicht, finden Ausbreitungstests mit anderen Fehlerzuständen statt. Doch bis diese Verfahren erforscht werden, ist diese „Holzhammermethode“, einen Thermal Runaway zu erzeugen, viel besser als gar keine Ausbreitungstests durchzuführen.

Kann es bei einem nach dem Sicherheitsleitfaden getesteten System zu einem Thermal Runaway kommen? Wenn ja, wann kommt es dazu und gibt es dann einen Unterschied zwischen Batterien mit LFP- oder NMC-Zellen?

Ein Thermal Runaway durch Feuer von außen ist immer denkbar. Ein Thermal Runaway durch einen Batterie- oder Systemfehler ist hingegen sehr unwahrscheinlich, wenn das Labor gemäß dem zum Sicherheitsleitfaden erstellten Prüfleitfaden geprüft hat. Der Sicherheitsleitfaden enthält Schutzziele und Anforderungen. Der Prüfleitfaden enthält die Prüfvorgaben. Damit wurde sichergestellt, dass alle teilnehmenden Labore nach den gleichen Vorgaben prüfen.

Anfangs hatten diesen nur die an der Erstellung beteiligten Labore Cetecom (heute CTC Advanced), der TÜV Rheinland und das VDE Prüflabor. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hatte die Erstellung unterstützt. Um die Prüfprozesse zu testen und vor einer weiteren Verbreitung gegebenenfalls noch zu optimieren, war dieses Vorgehen sinnvoll, weil der Sicherheitsleifaden mehr Anforderungen als internationale Normen enthält. Im März 2016 wurde der Prüfleitfaden dann über den Bundesverband Energiespeicher (BVES) auch für alle anderen Labore zugänglich. Soweit ich das gesehen habe, sind Prüfungen ohne den Prüfleitfaden selten. Wenn Sie dennoch sicher gehen wollen, fragen Sie ihren Lieferanten nach einer Bestätigung des Prüflabors.

Temperaturverhalten

Im Webinar hat Thomas Timke gezeigt, dass es für Lithium-Ionen-Batterien klar definierte Betriebsfenster gibt. Ein Betrieb außerhalb kann zu Sicherheitsproblemen führen. Diese Betriebsfenster unterscheiden sich in Abhängigkeit der der in der Zelle verwendeten Komponenten.

Welche Li-Ionen-Batterie ist für Kraftfahrzeuge bis minus 25 Grad geeignet? Gibt es Batterein, die bis minus 45 Grad betrieben werden können und bezahlbar sind (also nicht Titanat)?

Tiefe Temperaturen sind für Batterien tatsächlich eine zu berücksichtigende Herausforderung. Das Temperaturfenster von Li-Ionenzellen kann an verschiedene Anwendungen angepasst, aber nicht beliebig erweitert werden. Man kann also Zellen für solche tiefen Temperaturen optimieren, aber dann kann es eng werden im oberen Temperatur-Bereich.

Li-Ionenbatterien haben durch ihre Beschaffenheit eine recht hohe Wärmekapazität, kühlen also beim Eintritt in kalte Umgebungen nicht so schnell aus und erwärmen sich auch im Betrieb. Minus 25 Grad Umgebungstemperatur sind daher nicht in jedem Fall kritisch und vor dem Verschieben des Zell-Temperaturfensters ist Batterieklimatisierung meist der einfachere Weg.

Stammen nicht viele in Heimspeichern verbaute Batterien aus dem Kraftfahrzeugbereich und müssten daher auch für tiefe Temperaturen geeignet sein?

Das stimmt. Die Zellen für stationäre Anwendungen, die von Herstellern stammen, die auch für den Automotive-Bereich produzieren, eignen sich oft auch für tiefe Temperaturen.

Viele Kunden würden die Heim- oder Gewerbespeicher lieber im Außenbereich an die Wand hängen anstatt im Innenbereich des Hauses zu installieren. Das würde auch Sicherheitsbedenken entschärfen, wenn sie vorhanden sind. Warum werden für Speicher für den Heimbereich nicht auch Batterien genutzt, die für niedrige Temperaturen geeignet sind und das ermöglichen?

Viele Zellen, darunter auch die von uns genutzten, sind dafür geeignet. Jedoch werden im Automotive-Bereich weniger Zyklen benötigt und die entsprechenden Alterungstests sind umfangreich. Möglicherweise läuft es auf eine Klimatisierung oder leicht eingeschränkte Performance bezüglich Ladeleistung und Entnahmekapazität heraus, falls die Verlagerung in den Außenbereich umgesetzt wird. Ich denke allerdings, dass dieser Wunsch eher aus der Verunsicherung durch die oft unnötigen Sicherheitsdiskussionen stammt, die von Nebelkerzen und Halbwahrheiten hervorgerufen werden. Das müsste so nicht laufen und ich erlebe das auch fast nur in Ländern, in denen kaum Li-Ionenzellen hergestellt werden. In Ländern mit umfangreicher Zellindustrie wie zum Beispiel Japan und Südkorea findet man aus dem Zusammenhang gerissene NMC/LFP-Vergleiche oder Ähnliches kaum.

Brandbekämpfung

Stimmt die Aussage, Zellen auf Basis von Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) kann man löschen und Zellen auf Basis von Nickel-Kobalt-Mangan (NMC) kann man nicht löschen? Beziehungsweise, was ist der Hintergrund dieser Aussage, wenn sie so allgemein nicht stimmt? Gibt es Unterschiede im Verhalten bei der Brandbekämpfung?

Die Aussage ist tatsächlich zu allgemein. Man kann Zellen mit beiden Kathodenarten löschen. Der Hintergrund der Argumentation ist, dass LFP-Befürworter gerne auf den abspaltbaren Sauerstoff der Metalloxide bei NMC verweisen, der es bei ausreichend hohen Temperaturen je nach Fall erschwert, ein Feuer durch Sauerstoffentzug zu löschen. Sauerstoffentzug ist aber nur eine Löschmethode. In der Praxis kommt es darauf an, was bei welchen Temperaturen brennt. In der Regel beginnt es mit den entflammbaren Anteilen des Elektrolyten und der Anode. Bei beiden sind die Hauptbestandteile bei NMC oder LFP gleich. Die Mengen sind durch die geringere Energiedichte bei LFP-Zellen  bei gleicher Zellbauweise eher etwas höher. Danach hält bei einem Brand der Separator entweder Stand oder lässt intern einen zellinternen Kurzschluss zu. Auch das hat, wie die Kohlenstoff-basierenden Anoden, nichts mit dem Kathodenmaterial zu tun.

Da sich Zellen stabiler verhalten als zum Beispiel Materialproben vom Kathodenmaterial in Testkammern, kann man auch nicht einfach unterschiedliche Zersetzungstemperaturen aus Lehrbüchern für Vermutungen heranziehen. In der Praxis können alle Li-Ionenbatterien gleich gelöscht werden, zum Beispiel mit viel Wasser. Das klingt nicht speziell, ist aber gründlich validiert in Versuchen unter anderem von der Forschungsstelle für Brandschutztechnik. Bei Feuer von außen versucht man, die Batterie zu kühlen. Bei von der Zelle ausgehenden Fehlern ist das eigentliche Problem, das Löschmittel durch Gehäuseschichten und eventuell einen Schrank an den eigentlichen Brandherd zu bekommen. Wenn sich der Fehler in der Batterie nicht ausbreitet, hat sich eine Einzelzelle meist abreagiert, bevor man drastische Maßnahmen ergreifen kann und muss.

Man kann natürlich noch unterschiedliche Brandlasten berechnen, über abspaltbaren Sauerstoff diskutieren, und dies bei der der Wahl von Löscheinrichtungen berücksichtigen. Bei Löscheinsätzen liegen diese Informationen jedoch meist nicht vor. Details finden Sie im neuen Entwurf der VDE 0132 (Brandbekämpfung und technische Hilfeleistung im Bereich elektrischer Anlagen), der um Li-Ionenbatterien ergänzt wurde und im online verfügbaren Forschungsbericht Nr. 195 der Forschungsstelle für Brandschutztechnik des KIT.

Welche Löschmittel empfehlen sie im Heimspeicherbereich?

Bei offenen Flammen durch einen Elektrolyt- oder Kunststoffbrand funktionieren alle Löschmittel. Es ist wichtig, wie bei Möbel- und Kunststoffbränden, unbedingt auf die austretenden Gase zu achten und sich besser davon fern zu halten und den Raum zu verlassen, falls es um die Batterie herum brennt und die Batterie gefährdet ist. Die Feuerwehren sind dafür geschult und es gibt entsprechende Studien. Privat ist es am besten, Brandlasten wie Zeitungsstapel, Batterien wie auch Sprühdosen und ähnliches fernzuhalten. Dies sollte man aber auch in seinem Heizungskeller so halten.

Wie ist die toxische Bewertung der Stoffe, die bei einem Batteriebrand freiwerden?

Die Details finden Sie ebenfalls im oben erwähnten Forschungsbericht Nr. 195. Vorab soviel: Die genaue Zusammensetzung ist abhängig von Temperatur und Zustand der Stoffe. Es gibt keine für alle Fehlerfälle gleiche Antwort. Kritisch ist die Bildung von Flusssäure, die sich durch das Leitsalz im Elektrolyten in Verbindung mit Feuchtigkeit (zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, Schweiß) bildet. Während eines Brandes, der die Batterie erfasst hat, ist daher unter allen Umständen zu vermeiden, etwas davon einzuatmen. Zu vermeiden sind natürlich auch schlechte Produkte, die von sich aus zu kritischeren Fehlern neigen können, aber so etwas gilt ja auch für Heizungen, PKWs und so weiter.

Fragen direkt zu dem Solarwatt-Batteriespeicher MyReserve

Stellt Solarwatt auch die Batteriezellen selbst her? Wenn nein, wer sind Zellhersteller für Solarwatt?

Li-Ionenzellen selbst herzustellen wäre zwar für uns durch das vorhandene Know-how machbar, ist aber nur in Mengen sinnvoll, die um ein Vielfaches größer sind als der Eigenbedarf. Um die Speicher zu wettbewerbsfähigen Preise anzubieten, nutzten wir daher für stationäre Anwendungen optimierte Zellen von SK Innovation. Nach Samsung und Hyundai ist dies der drittgrößte koreanische Konzern und ein Automotive-Lieferant. Diese Zellen haben bei unseren Sicherheits- und Performancetests am besten abgeschnitten und werden nach den gleichen Qualitätskriterien wie Automotive-Zellen gefertigt.

Wenn NMC-Zellen so sehr sicher sind, warum muss Solarwatt einen bombensicheren Aluminiumbehälter um die Zellen bauen, um seine Sicherheitsversprechungen halten zu können?

Auch wenn Zellen sicher sind, müssen sie inklusive ihrer Verschaltung vor externen Gefahren geschützt und zu einer stabilen Batterie verbaut werden. Wir haben nach dem wirtschaftlichsten Weg gesucht, die aktuellen und auch die zukünftigen (voraussichtlich verschärften) Sicherheitstests zu bestehen und dem Gehäuse mehrere Funktionen zu geben. Weiterhin ist das Modul so konstruiert, dass die Komponenten beim Recycling nahezu vollständig und effizient wieder zu trennen sind. Sie werden anschließend wiederverwendet. Aus diesen Gründen ist das Gussgehäuse für uns die optimale Lösung: Das Modul besteht aktuelle und zukünftige Fall-, Beflammungs- und die anderen Abuse-Tests und ermöglicht effiziente Assemblierung und Deassemblierung zu einem guten Preis.

Zellhersteller werden von Solarwatt auditiert. Das ist gut. Aber um eine kontinuierlich Überwachung zu erreichen, braucht man die Prozessfähigkeitsindizes (cpk-Werte) aus der statistischen Prozessregelung. Werden auch diese Werte für die kritischen Prozesschritte regelmäßig abgefragt?

Mit der Antwort würden wir indirekt einen Teil der Lieferantenvereinbarung offenlegen. Aber generell gilt: Es stimmt, welche Streuung bei welchen Prozessschritten entsteht, spielt auch eine Rolle für die Bewertung der Zellsicherheit. Für Kunden von Zellherstellern ist das relevant, wenn dort für sie dedizierte oder eigene Fertigungslinien genutzt werden. Für alle anderen gilt zumindest (und reicht meist), dass die gelieferten Zellen bei Wareneingangskontrollen und Alterungstests nur eine sehr geringe Streuung in engen Bereichen aufweisen dürfen und sich ein eventuell zu hoher Fertigungsausschuss (der schon beim Zellhersteller aussortiert wird) nicht in den Preisen der tatsächlich gelieferten Zellen spiegeln darf. Liefert der Zellhersteller auch in den Automotive-Bereich, sind seine Prozesse in der Regel so beherrscht, dass es zwar interessant ist, seine Kennzahlen zu kennen, diese aber nicht mehr als sicherheitskritisch zu bewerten sind.

Im Webinar wurde angekündigt, dass das Video zum Nageltest an der Zelle, die in der Solarwatt-Batterie eingesetzt wird, online gestellt wird (Siehe auch Foto oben). Das Video ist noch in Arbeit, bitte haben Sie noch etwas Geduld. Wir berichten darüber, wenn es online steht. Lesen Sie hier Thomas Timke im Interview zum Nageltest.