Blackstone Resources: 3D-gedruckte Batteriezellen bestehen UN 38.3 Test

Der sogenannte UN 38.3 Test stellt sicher, dass man Lithium-Zellen und -Batterien gefahrlos transportieren und versenden kann. Man simuliert also Bedingungen, denen die Ladungsträger beim Transport ausgesetzt sein können. Dazu gehören Umwelteinflüsse wie Druck, Temperatur, Quetschung oder Stöße. Diese Tests sind im „Handbuch Prüfungen und Kriterien“ der Vereinten Nationen definiert und werden im Abschnitt 38.3 beschrieben – daher die Bezeichnung „UN 38.3“. Die mit einer 3D-Drucktechnologie gefertigten Pouch-Zellen aus dem Werk in Döbeln in Sachsen haben den Test bestanden und gewährleisten damit nachweislich auch unter widrigen Bedingungen einen sicheren und gefahrlosen Transport.

Durchgeführte und bestandene Testverfahren im UN 38.3 Test

T1 Altitude

Bei dem sogenannten Höhen- bzw. Unterdrucktest (Altitude Test) simuliert man den Transport etwa in einem Luftfahrzeug. Bei keiner Zelle trat ein Gewichts- oder Spannungsverlust auf. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T2 Thermal

Beim Thermal Test setzt man die Zellen hohen Temperaturunterschieden aus. Dabei lagert man die Zellen etwa für mindestens sechs Stunden bei einer Temperatur von 72 °C (+/-2°C). Während der Testzyklen in der Klimakammer gab es keine Auffälligkeiten. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T3 Vibration

Während des Vibrationstests simuliert man die dynamischen Belastungen in allen Einbaulagen auf die Zellen während eines Transports. Jede Zelle musste in Summe 9 Stunden der Vibration aushalten. Hierbei kam es zu keinem auffälligen Verhalten, auch Spannung und Gewicht veränderte sich bei keiner Zelle. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T4 Schlag

Während der Schlagprüfung soll man die Zelle kumulativen Schlägen aussetzen. Diese Abfolge hat man für alle drei Achsen durchgeführt. Die Prüfer haben dabei kein auffälliges Verhalten festgestellt. Gewicht und Spannung der Zellen blieben unverändert. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T5 Äußerer Kurzschluss

Der Test simuliert einen äußeren Kurzschluss der Zelle. Dafür haben die Tester die Zellen auf 60 °C vorgewärmt, der Kurzschlusszustand wurde 70 Minuten beibehalten. Nach normgerechter Durchführung dieses Tests an vier Testmustern, die zu keiner signifikanten Erhöhung der Außentemperatur geführt haben, hat man den Kurzschlusswiderstand verringert und ein Spitzenkurzschlussstrom von 600 A gemessen (an 4,8 mOhm). Die Spannungen waren nach dem Öffnen des Lastschalters bei 0,4 bis 0,7 V und erholten sich innerhalb von zwei Stunden auf Werte zwischen 2V und 2,7 V. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T6 Schlageinwirkung/Quetschung

Der Test stellt eine mechanische Beschädigung durch Quetschung nach, die mit einer 20-Tonnen-Hydraulikpresse herbeigeführt wurde. Die Kraftweinwirkung der Presse über den Stempel haben die Tester mithilfe eines entsprechenden Aluminium-Quaders flächig auf die Zelle verteilt. Die Presse hat man mit der vorgegebenen Geschwindigkeit von 1,5 cm/s auf das Zellmuster gefahren. Bei einer Presskraft von 13,5kN hat man die Quetschung normgerecht abgebrochen und der Stempel zurückgefahren.  Es kam weder zu einem Spannungseinbruch noch zu einer signifikanten Verformung der Zelle. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

T7 Overcharge Test

Dieser Test ist für Einzelzellen nicht vorgesehen und war für diese Testreihe nicht erforderlich.

T8 Erzwungene Entladung

Der Test dient zur Ermittlung der Widerstandsfähigkeit der Zellen gegenüber eines erzwungenen Entladungszustandes. Bei diesem Test wird eine vollständig entladene Zelle mithilfe einer externen Stromversorgung zu einer Überentladung gezwungen, sodass sie keine Spannung mehr liefert und als Widerstand agiert. Als maximaler Entladestrom wurden nach Spezifikation 30A gewählt. Es kam während der Prüfung und innerhalb der folgenden 7 Tage zu keinem Brand oder einer Zerlegung der Zelle. Die Batteriezellen haben alle Kriterien erfüllt, der Test gilt als bestanden.

13.10.2021 | Quelle: Blackstone Resources AG | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH