Batteriebrände oder Stoffaustritte sind idR mit Risiken behaftet. Das gilt u.E. sozusagen für alle Technologien am Markt divers, zu Blei, Metall, Salz, Natrium-Ion oder Redox-Flow oder Li-Feststoff. Denn als seltenes Restrisiko kann jede Batteriezelle einmal in einen Thermal Runaway (TR) kommen, wie es Fachleute nennen. Das heißt, dass jede LiB- Batteriezelle durch Missbrauch/Beschädigung oder Fehler, Erhitzung bzw. (Zell-internen) Kurzschluss eine selbstzerstörende, exotherme Kettenreaktion mit exponentiell-schnellem Temperaturanstieg (Gefährliche Hitze!) auslösen kann, die spontan, intensiv und explosionsartig Rauch, Flammen und glühende, oft auch korrosiv wirkende Materialteile teils druckvoll auswerfen kann.

Das Löschsystems, welches wir DRYcloud (trockene Wolke) nennen, adressiert solche Restrisiken. In vielen Nachweisversuchen, unter anderem am ZSW Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (Ulm), konnten die Schutzziele eindrucksvoll nachgewiesen werden. Ein Brand wurde unterdrückt, Risikomomente neutralisiert und ein Durchbrennen als Propagationsreaktion terminiert.

DRYcloud ist ein erprobtes und wirtschaftliches Löschverfahren.

Dazu hat über Jahre hinweg die Nordhäuser Firma Envites Energy technische Lösungen mit DRYcloud  unabhängig testen lassen, die auch im Vergleich mit anderen Löschverfahren sehr gute Ergebnisse nachgewiesen haben. Solche Löschsysteme sind am Markt und werden nach der DIN EN 13565-2; 2009-09, – Planung und Einbau entworfen, entsprechen dem Stand der Technik.

DRYcloud entwickelt dabei eine trockene, hitzebeständige und stark kühlende Matrix, die das Feuer erstickt und Rauch nutzt, um quasi drucklos dieselbe zu generieren. Dabei können Effizienzraten erreicht werden, die im Vergleich zu Wasser bis mehr als  1: 600 erreichen können. Es können somit keine Durchzündungen usw. mehr entstehen. Eine Kettenreaktion in den Batterien konnte verhindert werden.

Das Prinzip dieses Löschverfahrens beruht auf der Ansaugung Rauch-gefüllter Luft (0° – 1.200 C°) aus dem zu schützenden Raum bzw. innerhalb der Batterie und dergleichen. Die dabei entstandene graue DRYcloud Matrix füllt den Batterieraum innerhalb weniger Minuten. Es findet ohne Druckaufbau, ein Austausch von Rauch enthaltender Luft, zu Rauch enthaltenden Schaum statt. Durch das vollständige Binden des am Brandherd entstandenen Rauches gelangt kein Rauch in die Atmosphäre. Es kommt zur sehr schnellen Löschung in allen Bereichen des zu schützenden Raumes. Der nach ca. 6- 9 Stunden zerfallene Schaum kann abgesaugt und umweltgerecht gut und kostengünstig  entsorgt werden. Nachweislich konnten DRYcloud Entstehungsbrände von LiB im Batterieaufbau wirksam terminieren.

DRYcloud ist seit Jahren international im Einsatz. Wir fokussieren die Entwicklung auf die Integrationsoptionen, diskrete wie integrierte Lösungen. In unserem Akku-park verfügen wir über Testequipment und Containments. Selbstverständlich werden unsere Fachingenieure Ihre Anfrage im Stand der Planung von Löscheinrichtungen nach Fachnormen, die auch für DRYcloud einschlägig sind, auslegen & mehr. Aus Modulbaugruppen, die wir teils entwickelt haben, lassen sich diverse Anwendungen wirtschaftlich und flexibel ableiten.

DRYcloud ist eine Marke von Envites Energy, unserer Mitgesellschafter*in, es bestehen weitere Schutzrechte zur Li-ionen-Technologie.

In Thüringen haben LEG und Wirtschaftsministerium ein großes chinesisches Unternehmen, sozusagen einen kommunistischen Staatsbetrieb, der sehr innovativ und finanzstark führend am Markt ist, gefördert. Andere „Lieblingsprojekte“ im Umfeld von Jena auch, aber eine technisch führende Entwicklung, die als Batteriezellmuster führend und patentiert sind, nicht. Das Gegenteil war der Fall.

Bereits 2021 stellte cerman.power+ Battery eine Super-Akku vor, der im C-Muster nachwies, dass neue Maßstäbe in Leistung und Schnellladefähigkeit erreicht waren. Das Unternehmen suchte Partner und die Nutzung der Förderung, „aber das klappte nicht gut, die Investoren scheuten und leider hat Thüringen Zusagen aus der LEG, wie bspw. ein profanes Schreiben zur Unterstützung für ein EU-Programm, seinerzeit nicht einmal eingehalten, bestimmt aber wegen Corona“, betont Tim Schäfer, ein Sprecher des Unternehmens.

Aufgegeben hat man aber nicht. Eine weiteres Forschungslabor in Deutschland oder Nordhausen konnte nicht das Ziel sein, so schloss sich cerman.power+ in einer koreanischen Partnerschaft (Süd) zusammen. Gemeinsam bietet man auf Pilotanlagen diverse, innovative Entwicklungen an. Auch die Produktionslösungen können nachgewiesen werden und es gelang einen US-Investor einzubinden, der die Ampel auf dunkelgrün stellt. So gelingt dort, was hier in Deutschland nicht gehen sollte. Pilotiert werden ab September auf eigenen Linien neue Batteriezellen für diverse Anwendungen, die cerman.power+ in Nordhausen auch innoviert. Auch eine Großinvestition in die Produktion „Giga-Fab“ ist in realer Reichweite.

Ein weiterer Aspekt der neuen Gen Batteriezellen ist, dass diese verbesserten Lithium-Batteriezellen thermisch stabiler und durch ihre Komposition weniger anfällig für Batteriebrände sind, also eine signifikant größere Sicherheit vor Bränden bieten, insbesondere aufgrund der eigesetzten Materialien. Besonders eben aber auch aufgrund von lang-extrudierten, innovativen Batteriezellgehäusen, Cap&Can oder Sicherheitseinrichtungen, wie eigens entwickelten Sicherheitsventilen. Zu den cerman.power+ Zellen gibt es hier (Stand 2021) mehr Hintergrund: cerman.power+ Battery – Battery Cells Power large format prismatic (lithiumionen-batterien.de).

Selbstverständlich ist auch die Ultra-High-Power als Pilot lieferbar. Basierend auf Entwicklungen und Investitionen wird eine Batteriezellproduktion (Pilotlinie) eines innovativen NCM-Typs im September 2023 begonnen. Bestehende Linien, wie zur Fertigung von Cap/Can bilde die Basis für weitere Entwicklungen und Angebote. Darüber hinaus unterstützten die Partner Projekte zur Entwicklung von Batteriezellen der nächsten Generation. Es wird auch die fortschrittliche Ausrüstung für die Zellproduktion wie bspw. Beschichten, Vereinzeln/ Stapeln sowie für die entsprechenden Batteriekomponenten, angeboten.

Seit Jahren ist es ein Thema, Batterien können ausgasen oder auch brennen. Ein Feuer kann sich fatal auswirken, insbesondere die Brandlast aber auch Risikomomente wie korrosiver Materialaustritt oder Rauchgase können zum Risiko für die Umwelt, für Mensch, Tier und Infrastruktur werden. Andererseits können Entwicklungen der Elektromobilität auch ein hohes Sicherheitsniveau zeigen.

Seit Jahren wird aber auch gemauert, lockt ein multi-Geschäft, welches mitunter dazu führt, dass Risiken zwar benannt, aber nicht adäquat adressiert werden, was auch daran liegt, dass Vorschriften, Normen oder Typtests (wie UN 38.3) teils nicht einschlägig sind, weil diese neueren, zielführenden Maßnahmen durch Verstopfung mit überflüssigen Maßnahmen nicht fortentwickelt sind. Einige Behörden in Deutschland, die dazu informiert sind, reagieren abweisend oder gar nicht. Ob in den Arbeitsgruppen sich reiner Geschäftslobbyismus durchsetzt, es mag dahingestellt bleiben.

Seit Jahren wird von Risiken medial berichtet. Aber sind diese entsprechend adressiert worden? Jetzt rückt die Flugsicherheit wieder in den Fokus, aber auch die leichte Elektromobilität.

Seit Jahren unterstützt cerman.power+ Battery mit DRYcloud von Envites Energy, Tests oder Containments und auch die Geräte – und Batterieindustrie die Sicherheit von Batterieanwendungen. Diese Qualifizierungen sind aufwändig und in den letzten Jahren wegen fragwürdiger, nicht zielführender Vorschriften immer aufwändiger geworden. Ein Beispiel ist, dass Thermal Runaway nur suboptimal adressiert ist.

Seit Jahren sollen exemplarisch Zellen und Batterien Ihre Testsequenzsicherheit im Unterschied von frisch zu 50 Zyklen aufzeigen, dabei war die Vorschrift schon bei Ihrer Einführung vor Jahren in der Kritik. Denn in der Regel ist da kein signifikanter Unterschied in der Sicherheit, praktisch betrachtet. Da fallen seltene interne Fehler, die auch in Fehlbenutzung oder Defekten generiert werden können, eher ins Gewicht. Es sollte also fortgeschrieben und entschlackt werden.

Seit Jahren sollte dies fortentwickelt werden, aber auch das Bewusstsein der Nutzer ist wichtig. Es kann eben sein, dass ein Smartphone, welches schon heruntergefallen ist, nicht mehr mit ins Flugzeug sollte. Auch ein anderes Gerät, wo der Akku in der regulären Nutzung „flattert“ oder ausfällt bzw. auffällig wird, sollte nicht mehr ins Flugzeug. Schon gar nicht hier geladen werden.

Seit Jahren, ja, teilweise bereits real, sollten durchgängig alsbald effizientere, geeignetere Lösungen an Bord verfügbar sein, um solche Fälle sicherer handhaben zu können. Denn auch indirekt macht das Sinn, weil nicht zuletzt einfach der mögliche Brandgeruch auch eher eklig ist. Ob es dazu eine Reaktion gibt, die seit Jahren im Raum steht bzw. geboten und nunmehr erneut angeregt ist? Die Empfehlung ist klar: Ja. Denn eine Airline oder ein Akku-Benutzer kann nicht genau sagen, ob der gerade im Flieger „heiß“ werden will. Da hilft praktisch keine Regel und kein Test.

• Crmnpwr+ Battery und Envites Energy unterstützen Harztor/Niedersachswerfen
• Chronologischer Abriss in 5 Teilen, 259 Seiten
• Festvortrag zum Event 26. Arreefest in Niedersachswerfen
• Nichtkommerzielle freie Nutzbarkeit der Chronik

Die Geschichte der DDR, die 1950-er Jahre bilden oft eine Lücke in der Heimatgeschichte oder werden verklärt vereinnahmt. Für Niedersachswerfen hat Tim Schäfer einen neuen, fünfteiligen chronologischen Abriss im Internet veröffentlicht, am 03. Juni im Nachmittagsprogram des 26. Arreefest gibt es einen Festvortrag in Bild, Film und Witzen aus der Zeit, die Arree’s laden herzlich ein…

Der neue & digital verfügbare, fünfteilige „Chronologische Abriss: Niedersachwerfen im Aufbau der 1950-er Jahre (DDR) “ bietet auf 259 Seiten mit 167 Abbildungen eine Fülle von Informationen zum damaligen Leben unserer Eltern und Großeltern. Der Ort liegt in der nördlichen Provinz Thüringens, damals in der Nähe der Zonengrenze, heute in der Gemeinde Harztor. Das erste Jahrzehnt der DDR- Zeit bedeute auch für Niedersachswerfen Aufbau, Umbruch, „Sozialismus“ u.a. Das Jahrzehnt bot Höhepunkte wie die Eröffnung des Landwaren- und Klubhauses, den Neubau des Volksbades (1957) oder dem Fest zum 750. Ortsjubiläum (1958). Viele Sachswerfer wirkten daran seinerzeit engagiert mit.

Der Fokus des Abrisses ist dabei eher auf das echte, wahre Leben gerichtet, denn die offiziell beschriebenen, historischen DDR Punkte. Zum Leben gehörte eben auch Flucht oder interzonaler Schwarzhandel, der bzw. die auch in Niedersachswerfen blühten. Es soll eine Lücke der Heimatgeschichte gefüllt werden, fern der Formeln des kalten Kriegs oder einer Verflachung bzw. einseitiger Instrumentalisierung der DDR-Geschichte. Weit weg von einer DDR Nostalgie oder eines sozusagen „Restaurierungswunsches für den Sozialismus“. Im Gegenteil, geradeheraus: Diese 50-er Jahre in Niedersachswerfen weisen noch auf eigene und demokratisch determinierte Erfolge hin. Nur eben anders als im damaligen Westen.

Neben den Industriebetrieben, wie der KTN Kältetechnik oder dem Gipswerk der VEB Leuna-Werke „Walter Ulbricht“ Niedersachswerfen geht es auch um den Handel (90 Einzelhandelsgewerbe!) und die Landwirtschaft. Die 50-er Jahre markieren einen Endpunkt der über Jahrhunderte gewachsenen, traditionellen, aber kleinteiligen Landwirtschaft. Der Abriss erinnert bspw. an die schönsten Gespanne, die der ganze Stolz für die Landwirte und Bauern waren und im Ortsbild beliebt gewesen sind. Die MTS Niedersachswerfen (Maschinen-Traktoren-Station) spielte eine Rolle über den Ort hinaus. Hier im Osten fanden damals auch noch interzonale Sportveranstaltungen statt oder es wurden im Westen noch Fußballvergleichsspiele durchgeführt. Eine V2 (A4) Rakete (ehem. Mittelwerk, KZ Gedenkstätte Mittelbau-Dora, Wernher v. Braun) war öffentlich ausgestellt, die als überregional beachtetes Antikriegsdenkmal diente (V2 vorbei oder was hast Du für den Frieden getan?).

Am 03. Juni zum 26. Arreefest (ca.16.30 Uhr) wird Tim Schäfer für den Arree-Traditions-Verein in einem unterhaltsamen wie informativen Vortrag die 50-er Jahre Revue ziehen lassen, gespickt mit Anekdoten, vielen Details und Filmausschnitten von der Volksbaderöffnung (1957) oder dem Fest am Riesenhaupt und großen Umzug zum 750. Jubiläum (1958). Natürlich dürfen dabei die besten Witze zu Walter Ulbricht nicht fehlen, die man sich gern erzählte und herzlich darüber gelacht hat. Da es so viele Bild-Aufnahmen sind, werden den Besuchern in einem Teil nur Bilderfolgen gezeigt, die es nicht in den Hauptvortrag geschafft haben. Dazu laden die Arree`s am Samstag, 03. Juni herzlich ein.

Die fünf Teile des chronologischen Abrisses selbst sind im Internet recherchierbar, das Material ist für nichtkommerzielle Zwecke frei und kostenlos verfügbar. Der Autor bedankt sich insbesondere beim Kreisarchiv Nordhausen, dem Bundesarchiv, LZ für politische Bildung (Thüringen), der Stadtbibliothek Nordhausen „Rudolf Hagelstange“. Besonderer Dank gilt den vielen Mitwirkenden und Unterstützern, besonders Herrn  Reimut Baumgarten, dem Seniorentreff sowie der Ortschaft mit OB-in Katrin Schönemann.

Ohne die Erinnerungen, Bilder, Filme und Hinweise, das Interesse der Sachswerfer, wäre der Entwurf nicht möglich geworden.

Leider hört oder liest man öfter von Bränden, die in Verbindung mit elektrifizierten Geräten, Industrie- oder Antriebsbatterien der leichten und allgemein der Elektromobilität (Lithium-Ionen-Akku) stehen. Das soll in Kürze der Vergangenheit angehören, Risiken können nachhaltiger und effizienter minimiert werden. Cerman.power+ Battery aus Nordhausen-Harztor, ein Unternehmen der Envites Energy GmbH beteiligt sich an Entwicklung und Qualifizierung von Akkuteilen, die für zylindrische Zellen vorzugsweise einen neuen Sicherheitslevel unterstützen.

Dabei geht es insbesondere um sogenannte Zellhalter oder -käfige, in die hochenergetische Zellen zu sekundären Batterien verarbeitet werden und deren Eigenschaften. Zylindrische Batteriezellen unterschiedlicher Formate sind Bestandteile von Batterielösungen der Elektromobilität. „Der Markt steigt und die Kunden erwarten ein hohes Maß an Sicherheit, nicht zuletzt eine signifikante Widerstandsfähigkeit gegen Feuer“ sagte Tim Schäfer, der die Entwicklung mit seinem Team koordiniert. Dabei werden auch die europäischen Standards UN ECE sowie die internationalen Standards unterstützt bzw. übertroffen.

Die neuen Akkus haben in Vergleichstests, die besonders hart prozessiert werden, eine deutlich bessere Widerstandsfähigkeit gegen Brände und dem Durchbrennen der Batterie, dem sogen. Thermal runaway, nachgewiesen. Die neuen Strukturteile und Materialien zeigen, dass diese signifikanter Feuereinwirkung und gefährlicher Hitze besser standhalten. Dazu wurden marktübliche Batterien direkt in gleicher Testanordnung im Brandcontainer gegen die neuen Materialien wiederholt getestet.

In zwei Schritten werden diese Akkubestandteile, die geladen Akku mit 95% SOC, direkt einer 800°C  Flamme ausgesetzt, für ca. 2 Minuten. Danach sollen die Batterien ohne besondere Kühlung für 3 Stunden abkühlen. Die Struktur der Batterien soll nicht schmelzen, sondern rel. stabil bleiben. Ein Durchbrennen des gesamten Akkus soll zumindest zum großen Teil unterdrückt werden. Dadurch minimieren sich Risiken in der Beförderung (UN 3480/3481 Lithiumbatterien, Gefahrgut), dem Recycling aber eben durch eine Minimierung der Folgen, sind die Risikomomente für den Kunden in der Anwendung deutlich reduziert.

Das ist im Interesse der Marktteilnehmer und der Brandsicherheit, es erfolgt gleichlautend eine Minimierung von Umweltrisiken. Das Material und bevorzugte Ausführungsformen in breiter Applikation und markttauglichen Stückzahlen können über das bestehende, international wirkende Liefernetzwerk bereits realisiert werden. Weitere Projekte befinden sich in der Innovationsphase. Die Entwicklung wurde ohne öffentliche Mittel als internationales Verbundprojekt mit der Industrie umgesetzt.

Cerman.power+ Battery ist ein innovatives Unternehmen aus Harztor/Nordhausen, welches sich mit hochenergetischen und -leistungsfähigen Batteriesystemen beschäftigt. Dabei wurde exemplarisch auch eine nickelfreie Hochleistungsbatteriezellchemie bereits 2019 entwickelt, IP -Schutzrechte erreicht und ein zertifizierter Geschäftsplan erstellt. Heute bietet das Unternehmen über Cap/Can Technologien, Elektroden, Zellauslegung und Qualifizierung, eine Pilotlinie zur Fertigung (Partner) u.a. m., den Kunden viele Vorteile. Am Markt konnten bereits einschlägige Referenzen erreicht werden. Die Erfahrung des technischen Managements geht insbesondere auf Marktführer, Fachgruppen Batterien und auf mehr als 20 Jahre konkrete Markterfahrung zurück. In Kürze werden auf der Int. Battery Show Europe in Stuttgart neue Abschlüsse geplant.

Zunächst einmal ist festzustellen, dass ein Batteriespeicherhersteller i.d.R. seine Batteriezellen einkauft, d.h. folglich, dass er sich vergewissern und laufend überprüfen sollte, inwieweit diese auch qualitativ im Prozess hergestellt waren bzw. sind. Man darf von dem Grundsatz ausgehen, dass die Qualität des Massenprodukts Batteriezelle sich in den letzten Jahren enorm verbessert hat. Übrigens. Mal auf Regularien gesehen, die nach 25 oder 50 Zyklen (Laden/Entladen) eine Veränderung in einem Sicherheitstestergebnis zur Klassifizierung feststellen wollen, naja, das ist eher nicht einschlägig. Das war es auch schon in der Definition dieser Vorgaben seinerzeit nicht, das waren eher Kompromisse multilateraler Arbeitsgruppen, die auch schon in Kritik standen.

Aber es ist ja der Heimspeicher als System in Gänze zu betrachten, in den Risikomomenten, die er aufgrund seines Aufbaus und Betriebs hervorbringen kann. Es ist eine Tatsache, dass ein Batteriezellfehler entstehen kann, der dazu führt, dass diese eine Batteriezelle heiß wird, Gase abbläst oder auch Feuer fangen kann. Es ist bekannt, dass Rauchgase der Zellen sich entzünden können. Statistisch wird sich das anhand der steigenden Marktdurchdringung  zeigen lassen.

Die Frage ist also folglich eine Frage der Architektur der PV Heimspeicher und  deren Widerstandsfähigkeit, bzw. der Abminderung von Risikomomenten wie bspw. aggressiver und korrosiver Materialaustritte, Rauch usw.  Hier kann im Stand der Technik dafür gesorgt werden, dass insbesondere durch Verdämmung, Neutralisatoren, Rauchabführung, – fänger  oder def. Löscheinrichtungen (u.a.m.) die möglichen Folgen enorm reduziert, somit die Sicherheit auf ein noch höheres Maß zu steigern ist. Nämlich der Verkehrserwartung der Kunden entsprechend, dass diese PV Heimspeicher für zu Hause in jedem Falle, sozusagen quasi ungefährlich, also sicher sind.

Ergänzend dazu ist für einen gegebenen oder zu entwickelnden Heimspeichertypen zu klären: Was wirkt sich kurz- und langfristig in einem Fall eines Zellfehlers wie aus, in Fachkreisen wird in dem Kontext oft von „Propagation“ gesprochen. Aber auch langfristige Folgen, bspw. auch aus Korrosion oder Verschmutzung (Rauchpartikel) heraus, können sich fatal auswirken.

Selbstverständlich muss vermieden werden, dass ein Defekt eine Kette von weiteren Ereignissen (bspw. Durchbrennen) generieren kann. Davor bspw. schützende „heat shilds“ oder auch andere geeignete Technologien sind Stand der Technik. Konkret lassen sich, also auch unter Einhaltung des KPI Kosten, Lösungen finden und im System unter Beachtung der Anwendungsparameter und Installation/Wartung als Schutzmaßnahme integrieren. Die praktische Überprüfbarkeit ist gegeben.

Eine Herausforderung kann sein, die konkreten Wärmeflüsse oder ggf. im Defektfalle strömenden (i.d.R. korrosiv, heiß) Gase zu erkennen und dafür auch „geeignete Abhilfe“ zu schaffen. Jedoch sollte dies Bestandteil der Entwicklung und Überprüfung sein und es gibt gerade in Deutschland viele qualifizierte Stellen und Einrichtungen der Forschung und Entwicklung, die hier auf jeden Fall weiterhelfen können. Nicht zuletzt sind ggf. Betriebsstrategien, Umgebung, Nutzung sowie die Alterung einzubeziehen.

Der Autor dieses Beitrages hat seit 1993 Erfahrung in der Entwicklung von großformatigen Lithiumbatteriezellen, deren Applikation/Qualifizierung, Herstellung und deren Regulierung. Cerman.power+ Batterie ist ein KMU aus Harztor b. Nordhausen, welches Lithium-Ionen- Batteriespeicherentwicklungen unterstützt, berät und auch eigene Lösungen anbietet, die tlw. geschützt sind. Begrüßens- und unterstützenswert hält der Autor die Marktteilnehmer, die bereits konsequent dieser Auffassung zur Sicherheit der Batterien folgen. Der Markt wird das verstärkt einfordern und honorieren.

• Neuartige Sicherheitseinrichtung für prismatische Batteriezellen
• Cell to pack Anordnungen unterstützt

Zell zu Packkonzepte sind ein Trend der Batterieentwicklung, insbesondere für die Elektromobilität. Deren Vorteile liegen auf der Hand, es werden höhere Energiedichten und effizientere Lösungen erreicht, die insbesondere längere Lebensdauern unterstützen.

Dabei wird i.d.R. die Integrationsstufe Modul übersprungen, d.h. die eigentlichen elektrochemischen Einheiten als prismatische Batteriezellen sind deutlich länger als bisher üblich. Für Batteriezellen mit metallischen Einhausungen bieten sich Herstellungsverfahren im Wege der Extrusion an. Diese umfassen auch geeignete Sicherheitseinrichtungen wie Sollbruchstellen oder eine Bersteinrichtung, die bei vergleichsweise schon geringem Druck öffnen kann, etwa im Falle eines Druckaufbaus in der Zelle. Hier setzt eine neuartige Sicherheitseinrichtung an, diese eliminiert den Druck, entwickelt eine starke Kühlung und ggf. Löscheffekte, sollte sich die Zelle überhitzen oder eine Flamme entstehen wollen. Letztere würde stark unterdrückt bzw. erstickt. Wichtig ist für die Anordnung in DRYcloud Technology von Envites Energy, dass keine Kollateralschäden induziert werden können, etwa durch das Entstehen von Kurzschlüssen. Das Wirkprinzip ist druckmindernd, d.h. ein Druckaufbau wird in der Batterieanordnung subsituiert.

Mit der DRYcloud Technologie hat Envites Energy aus Nordhausen einen neuen Weg beschritten, der nachhaltigere Lösungen ermöglicht. Dieses System ist seit Jahren erprobt und hat sich im Markt bereits einen guten Ruf erobert. Der jetzige Lösungsansatz adressiert aktuelle Entwicklungen für Batteriezellen in deren Integration. Dabei werden die Systemvorteile fortgeschrieben, die wir bereits im Systemvergleich beschrieben haben und die sich in diversen Vorträgen und Normen finden lassen.

DRYcloud ist eine Schutzmarke von Envites Energy, Harztor bei Nordhausen.

• Gleichklang von Chemie, Prozess, Einhausung, Management
• Prozesse der Zellherstellung
• Diagnosezugang standardisieren
• Brandschutz und Löschsystem

Jetzt ging die IBPC in Braunschweig zu Ende. Die Konferenz bot eine Fülle von Details zur Produktionsforschung von Batterien. Zudem haben die Experten der RWTH Aachen und von Roland Berger einen Bericht zu Batterien publiziert. Beides wirft Fragen auf. 

Nun Roland Berger`s Studie zum Batteriemarkt nennt neben dem Wunsch nach immer leistungsfähigeren Batterien die Nachhaltigkeit und Effizienz der Akkus als die entscheidenden Kriterien für den erfolgreichen Markt. Dies vor dem Hintergrund der EU- Richtlinien und auch der politischen Forderungen. „Es ist dagegen anzumerken, dass für erfolgreiche Massenproduktion die Systemsicherheit die Grundlage bleibt. In der Gesamtsicht auf das Design-in wie besonders die Prozessdetails, da bestehen in Deutschland teils Defizite. Diese können sich ggf. fatal auswirken und Investitionen zum Totalausfall führen. Die grundsätzlichen Anforderungen an die Innovation von elektrischen Kraftpaketen sind und bleiben die Sicherheit von der Wiege bis zur Verwertung, also die Sicherheit in Versorgung, Anwendung, Beförderung und dem Recycling.“, ist sich Tim Schäfer der GF von cerman.power+ Batterie und Envites Energy sicher. Der Markt erwartet Batterien, die sich nicht im Umfeld der Nutzer in Gefahrmomenten chemischer, physikalischer oder elektrischer Natur zerlegen, Feuerwehreinsätze erfordern, wie diese noch zu oft von Batterien aus dem Segment der Elektrofahrräder, Pedelecs & Scootern der leichten Elektromobilität international zu registrieren sind.

Batteriechemie- Einhausung- Prozess und Management

Für die Batterien der Gegenwart und der Zukunft, aufgrund höherer Energie- und Leistungsdichten im Besonderen, bleibt für die Qualität und Sicherheit in Beförderung und Anwendung der Gleichklang von Chemie, Prozess, Einhausung und Management maßgeblich. Die Betonung liegt dabei auf Gleichwertigkeit der Kriterien. Das wird besonders deutlich, wenn man sich vor Augen führt, dass die Energiedichte von Antriebsbatterien sich mehr als verachtfacht hat.

Prozesse der Zellherstellung

Noch zu oft werden dabei Prozessaspekte, etwa in der Zellherstellung von Li-Ionen-Batterien unterbewertet oder gar vernachlässigt. Sozusagen in der Hoffnung, dass ein fester Rahmen oder das BMS dies schon machen wird. Vor diesem Hintergrund sind diese Annahmen aber trügerisch. Solche Projekte, die Hoffnung stirbt zuletzt, riskieren nicht nur das gesamte Investment, sondern den Erfolg einer ganzen Branche. Cerman.power+ hat diesbezüglich einen Beitrag mit einem Patent zur Zellherstellung von prismatischen Zellen geleistet.

Diagnose und Zugang

Eine Option, die Zukunftsmusik ist, wird wohl eine smarte Diagnoseoption für Batterien sein, die einen Zugang auch in der Frage einer defekten oder beschädigten Batterie bietet. Für die Sicherheit im Massenmarkt bei den gegebenen Margen ein an sich zu vernachlässigender Aufwand, der als  eine Selbstverpflichtung der Branche ausnahmslos sowie genormt, aber zeitnah, umgesetzt werden sollte. Dabei geht es nicht zuletzt um die Frage Sicherheit beim Retten/Bergen oder in der intermodalen Beförderung und Lagerung. Nicht zuletzt ist es ein Beitrag für das KFZ- Handwerk oder den Solarteur, die stationären Speicher.

Sicherheit auf Batterieebene- Brandschutz (Löschsysteme)

Diskret oder integriert, je nach Verhalten des Systems, können aktive wie passive Maßnahmen getroffen werden, die einen möglichen Brandfall (Rauchgas, Gefährliche Hitze, Chemikalienaustritt, Durchzündung (flashover)) quasi gefahrlos für Mensch und Umwelt eliminieren können. Ein erfolgreiches Kriterium wäre, wenn an zwei unterschiedlichen Stellen im Batteriesystem ein Brandereignis oder ein Chemikalienaustritt erfolgt, dass dieser dort gefahrlos neutralisiert wird. Eine redundante Wirkkette stellt auch bei tlw. unfallbedingter Zerstörung ein möglichst hohes Maß an Restsicherheit.

(Der Beitrag wurde von Tim Schäfer entworfen, der auch Referenzen in der Batteriesicherheit hält und Lösungen entworfen hat, von Prozess- Zelle bis DRYcloud Brandschutzsystem als einer Option, innovierte. Cerman.power+ Batterie bietet dazu Entwicklungsleistungen wie Beratung oder Lieferung von Komponenten an. Quelle: Roland Berger, Studie zum Batteriemarkt, Effizienz und Nachhaltigkeit sind die wichtigsten Trends, Gütsel Online, OWL live (guetsel.de)

Batteriezelleinheit zur Batterie

Das ist der Kern: Leichtbau und Lösungen für die Raumausnutzung, sozusagen mehr Zellen in gleichem Volumen, bei gleichzeitiger Einsparung von Gehäusen und zusätzlichen Ein- und Umbauten, eine effiziente Konditionierung, Batteriezelleinheit direkt zur Batterie! Dies Ist die neue Philosophie für stationäre Speichertechnik in einigen wenigen Worten zusammengefasst. Diese Speichertechnik, die  besonders nachhaltig und langlebig, kostengünstig und versorgungssicher ist. Das Unternehmen cerman.power+ Battery entwickelt diese neuartigen Speicher, die auf eine definierte zeitliche Versorgung mit Strom auf 4, 8 sowie 24 Stunden (h) ausgelegt werden und die auch  mit einem selbstverlöschenden System DRYcloud ausgestattet sind. Die Akkus beruhen auf Lithium-Ionen-Batterien neuester Generation.

Versorgungssicherheit und Sicherheit

Dieses design-in schöpft Effekte in dem Aufwand für den Aufbau, den Betrieb und die Wartung aus, die sich in den Kosten für den Kunden auf die Lebensdauer gesehen, mit einem Vorteil um 40% bei erhöhter Versorgungssicherheit gestalten. Neuartige Sicherheitsmaßnahmen sind eingebaut, unter anderem ein verbessertes Inspektionsverfahren und digitales Monitoring. Die Batterien werden auch bei unkontrollierter Freisetzung von Energie, einem schlagartigen Entzünden etwaiger, bei Defekten austretender entzündlicher, teils korrosiver Gase, Kurzschlüssen und Batteriebränden durch das DRYcloud System geschützt und die Kollateralschäden, nicht zuletzt belastetes Löschabwasser, wird auf ein Minimum reduziert. Eines zusätzlichen Rückhaltesystems benötigt es bauseitig nicht, wodurch die Systemkosten ebenso gesenkt und ggf. die Umwelt entlastet wird. Der Effekt der Rauchentwicklung wird durch das System eingedämmt und unschädlich gemacht. Diese stationären Batterien sind selbstverlöschend selbst dann, wenn durch Kurzschluss ein Batteriebrand entsteht, dessen Folgen schon in seiner Entstehung abgelöscht werden.

Sicherheit und Flexibilität

Aber, es gibt noch einen weiteren Effekt, die notwendigen peripheren Anlagen können in ihrem Aufwand stark reduziert werden, bei wiederum vergleichsweise erhöhter Sicherheit und Flexibilität. Denn, quasi können die Batteriesysteme innerhalb weniger Stunden umgesetzt werden, etwa für temporäre Einsatzfälle oder im Rahmen des Katastrophenschutzes/ der Landesverteidigung. Die Entwicklung ist bereits in der Praxisphase am Harztor und wird in Demonstratoren getestet. Ein Feldversuch im großen Maßstab wird derzeit eruiert. Die Systemtechnik ist hier auf Langlebigkeit und hinsichtlich Kosten bei gegebener Recyclingfähigkeit optimiert und ausgewählt worden, auf Nickel oder Kobalt kann direkt verzichtet werden. Insbesondere ist aber das Kernaktivmaterial, welches einen geringen Treibhausgasfußabdruck mitbringt, im Sinne der Nachhaltigkeit einschlägig. Lebensdauern der Batteriespeicher können in der Praxis auf > 6000 definierte Vollzyklen erwartet werden, hochstromige Teillastbetriebsphasen sind abbildbar.

Digital unterwegs und Unterstützung

Das Unternehmen spendete auch Leistungen im Kontext der Erarbeitung und Erschließung von Digitalisaten für die Gemeinde Harztor, Ortschaft Niedersachswerfen. Es konnten so mehr als 400 teils über einhundert Jahre alte Aufnahmen der Ortschaft mit Ihrer lieblichen Umgebung im Gipskarst (Zechstein) im Südharz bei Nordhausen ins digitale Format übertragen werden. Am Pfingstsonntag werden diese Ergebnisse erstmals der breiten Bürgerschaft vorgestellt,  auf einer Video-LED-HD Leinwand zum Heimatfest, dem 25. ArreéFest von Niedersachswerfen. Darunter sind Aufnahmen aus Junkers-Flugzeugen (Dessau) und dem Aufbau des Gipswerkes Niedersachswerfen der Leuna-Werke (Merseburg, BASF). Aber auch untergegangene Orte (lost places) wie Höhlen, die alten Mühlen (Kupferhammer, Obermühle…) am Kohnstein, Mühl- oder Johannisberg oder ein Rundgang durch die Straßen vor hundert Jahren kann bildlich abgebildet werden. Ein Höhepunkt ist ein Blick zum Dom von Nordhausen (1918) oder die Aufnahme der Kirche St. Johannis-Pauli am 18.Mai 1918, 15.00 Uhr, laut Kirchenuhr und Signatur. Als echte Premiere dürfen auch neue Aufnahmen aus den geschützten Gipskarsthöhlen wie der Kunzenhöhle (Klufte, 2021)) oder der Gängertalhöhle (1923/2022) gelten, die die Einmaligkeit und Schönheit dieser Naturwunder im Gipskarst (Zechsteingürtel am Südharz) zeigen. Die Gängertalhöhle ist seit 1923 geschlossen und nicht zugänglich gewesen.

Zellentwicklung

Cerman.power+ ist auf dem Gebiet der Zellentwicklung für Stromspeicher aktiv, verfügt über Möglichkeiten der Pilotierung und technischen Entwicklung von Zellen, die insbesondere für die Elektromobilität eingesetzt werden können und teils auf eigener IP basieren. Derzeit finden Planungen statt, ein Zellprojekt bis zur industriellen Produktion zielführend zu begleiten. Das Projekt selbst zielt derzeit, mangels Unterstützung,  aber nicht mehr auf eine Produktionslösung (Batteriezellfabrik- Investition) bei Nordhausen/Harztor.