Der südkoreanische Chemiekonzern LG Chem hat eine bahnbrechende technologische Neuerung zur Unterdrückung von thermischen Durchgehens in Batterien für Elektrofahrzeuge (EV) entwickelt. Das neuartige temperaturreaktive Material, das als Safety Reinforced Layer (SRL) bezeichnet wird, wurde in Zusammenarbeit mit der Abteilung für Batteriewissenschaft an der Pohang University of Science and Technology konzipiert. Dieses Verbundmaterial verändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur und fungiert somit als 'Sicherung,' um den Stromfluss im Frühstadium einer Überhitzung zu blockieren.
LG Chem berichtete, dass das Sicherheitsmaterial bereits in Zusammenarbeit mit der Batterieherstellungseinheit LG Energy Solution umfangreichen Sicherheitsprüfungen unterzogen wurde. Die Ergebnisse dieser Tests wurden in der Septemberausgabe der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. In den durchgeführten Batterietests, die sowohl Einschlag- als auch Penetrationstests umfassten, fingen die mit dem Sicherheitsmaterial ausgestatteten Batterien entweder gar kein Feuer oder erloschen kurz nach Entzündung, wodurch ein vollständiges thermisches Durchgehen verhindert wurde.
Das Material wird als eine nur 1 Mikrometer dicke Schicht – etwa ein Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares – zwischen der Kathodenschicht und dem Stromkollektor, einem Aluminiumfolienstreifen, der als Elektronenleiter in der Batterie dient, angewendet. Sobald die Temperatur der Batterie den Bereich von 90°C bis 130°C überschreitet, reagiert das Material auf die Hitze, indem es seine molekulare Struktur ändert und effektiv den Stromfluss unterdrückt.
LG Chem erklärte weiter, dass der elektrische Widerstand des Materials mit steigender Temperatur stark zunimmt – um 5.000 Ohm pro 1°C. Der maximale Widerstand liegt über 1.000 Mal höher als bei normalen Temperaturen. Bemerkenswert ist auch die Reversibilität des Materials: Sobald die Temperatur sinkt, kehrt der Widerstand in seinen ursprünglichen Zustand zurück, sodass der Stromfluss wieder normal funktioniert.
Lee Jong-gu, Leiter der Forschung bei LG Chem, äußerte sich in einer Erklärung zuversichtlich: „Dies ist ein greifbarer Forschungsdurchbruch, der in kurzer Zeit zur Massenproduktion führen kann. Wir werden die Sicherheitstechnologie weiterentwickeln, damit Kunden Elektrofahrzeuge mit Vertrauen nutzen können, und unsere Wettbewerbsfähigkeit auf dem Batteriemarkt stärken.“