Innenleben der Batterien wird genaustens untersucht 

Hochschule testet in neuem Labor Speichermöglichkeiten

Autor: 
Bettina Kühne
Lesezeit 3 Minuten
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08. Mai 2018

Professor Wolfgang Bessler, Leiter des neuen Enerlab 4.0, nimmt die Lebensdauer der Auto- und Heimspeicherbatterien unter die Lupe: Er analysiert ihr Inneres. ©Stephan Hund

Im neuen Labor Enerlab 4.0 werden an der Hochschule Offenburg Batterien für Autos sowie Heimpeicherenergie unter die Lupe genommen. Das Neue: Auch ihr Inneres kann in die Analyse mit einbezogen werden.

Die Zeiten, in denen der Tipp galt, aufladbare Batterien immer komplett zu entleeren, um ihre Lebensdauer zu steigern, sind vorbei. Die Arbeit geht Wolfgang Bessler dennoch nicht aus: Der Professor untersucht mit seinem Team die elektrochemischen und materialwissenschaftlichen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien. Beim Projekt Enerlab 4.0 soll untersucht werden, wie man Auto- und Heimpeicherbatterien am besten handhabt, um sie langlebig und zuverlässig zu machen. 

»Ein großes Problem ist bislang die Schnellladefunktion bei Autobatterien«, sagt Bessler, zugleich Leiter des »Diagnostischen Batterie- und Photovoltaiklabors für Energiefragestellungen der Indus­trie 4.0«. Nur, wenn sich die Zellen schnell laden lassen, kann die E-Mobilität einen Sprung nach vorne machen. Das Problem: »Die Batterien tolerieren das Schnellladen nicht gut.«

Er will herausfinden, wann der Bruch kommt und die Zelle altert. Im Klimaschrank werden die Batterien nun bei 20 Grad bis zu 10 000 Mal geladen und wieder entladen. Und dann wird es für den Forscher, der sich schon viele Jahre mit Speicherung beschäftigt, besonders spannend: »Im neuen Labor können wir erstmals auch die inneren Bestandteile nach Ende der Lebensdauer der Batterie analysieren.«

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Elektronenmikroskope ermöglichen es Bessler vom Institut für Energiesystemtechnik, Schädigungsmechanismen zu erkennen: »Die Elektroden verändern sich.« Bisher konnte man die Zellen nur von außen untersuchen, beispielsweise Stromstärken und Spannungen messen. Jetzt wird sichtbar, wo der kritische Punkt liegt; Bessler will erkennen, woran es liegt, ob die Batterie 200 oder 10 000 Ladezyklen mitmacht. Meist stammen die Produkte aus dem asiatischen Raum. Einen ersten Hinweis scheint es zu geben: Je teuerer die verwendeten Materialien, desto besser hält die Batterie. Was darüber hinaus helfen kann, Probleme wie Alterung und Betriebssicherheit zu lösen, wird nun in Offenburg erforscht.

Ebenfalls in den Blick nimmt Bessler die Heimspeichermöglichkeiten für Fotovoltaikanlagen. Die Technik ist neu, Langzeitergebnisse fehlen deshalb komplett. Eines steht aber schon mal fest: Solche Module haben weniger Stress als die Autobatterien, da sie sich gemächlich aufladen. Aber: »Der Lebensdaueraspekt ist für zuhause noch größer.« Wer sich einen solchen Speicher anschaffe, habe laut Bessler den Anspruch, dass seine Investition rund 20 bis 30 Jahre zuverlässig funktioniere.
Es sei ein wachsender Markt, inzwischen gebe es bereits mehr als 80 000 solcher Heimspeicher – mehr als E-Autos. Die Zeit drängt also.

»Ins Projekt sind Unternehmen aus den Bereichen Batterie- und Photovoltaikproduktion sowie Heimspeicherhersteller eingebunden«, so Bessler. Durch den Praxisbezug wolle man mit dem Enerlab 4.0 dazu beitragen, die Herausforderungen der Energiewende zu meistern. 

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