ZSW 3D-CT zur Analyse defekter Akkus

Der rund 2,5 Meter lange, 2 Meter hohe und 1,60 Meter breite Computertomograf prüft das Innenleben der Batterien und Akkus zerstörungsfrei und mit hoher Auflösung.
Der rund 2,5 Meter lange, 2 Meter hohe und 1,60 Meter breite Computertomograf prüft das Innenleben der Batterien und Akkus zerstörungsfrei und mit hoher Auflösung.

Die detaillierte Analyse gealterter oder defekter Lithium-Ionen-Zellen für Elektroautos, E-Bikes oder Stromspeicher gewinnt immer mehr an Bedeutung. Um Batterieschäden künftig noch effizienter beurteilen zu können, setzt das ZSW auf einen hochauflösenden 3D-Dual-Source-Computertomografen.

Das beim Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) eingesetzte Gerät soll künftig zur Post-Mortem-Analyse bei Schadensfällen sowie zur Qualitätssicherung neuer Produkte genutzt werden. Diese Untersuchungen wiederum dienen als Basis für eine gezielte Verbesserung von Materialien und Prozessen im Rahmen der Elektroden- und Zellfertigung. Das Gerät ist darüber hinaus Teil der Entwicklung neuer Prüfmethoden für die Batterieindustrie.

Blick in kleinste Strukturen

Der rund 2,5 Meter lange, 2 Meter hohe und 1,60 Meter breite Computertomograf prüft das Innenleben der Batterien und Akkus zerstörungsfrei und mit hoher Auflösung.

Zwei Röhren ermöglichen tiefe Einblicke in den inneren Aufbau der Akkus und ihrer Bestandteile: Die Mikrofokusröhre mit 300 KV Spannung eignet sich vor allem für die Durchleuchtung größerer Zellen und ganzer Batteriemodule.

Mit der 300-KV-Röhre ist eine Detailerkennbarkeit bis 1 µm erreichbar. Die Nanofokusröhre bringt es sogar auf winzige 0,5 µm – also die Hälfte eines Tausendstel-Millimeters.

»Wir können jetzt kleinste Anomalien und Strukturänderungen im Zellinneren dreidimensional sichtbar machen«, berichtet Prof. Werner Tillmetz, ZSW-Vorstand und Leiter des Geschäftsbereichs Elektrochemische Energietechnologien. »Damit gewinnen wir entscheidende Erkenntnisse zur Optimierung der Zellen und der Produktionsprozesse.«

Zur Untersuchung werden die elektrochemischen »Patienten« auf einem rotierenden Probenteller fixiert und dann wahlweise mit der entsprechenden Röhre durchleuchtet. Der Rotationsdurchmesser kann bis zu 50 Zentimeter betragen, die Proben können bis zu 80 Zentimeter hoch sein – beides wichtige Faktoren für den Batterietest.