Röntgenblick in den Akku

Für die detaillierte Analyse gealterter oder defekter Akkus hat das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg ZSW Anfang des Jahres einen Dual-Source-Röntgentomographen in Betrieb genommen, der das Innenleben von Batterien zerstörungsfrei und mit hoher Auflösung begutachten kann.
Der rund 2,5 Meter lange, 2 Meter hohe und 1,60 Meter breite Computertomograph soll künftig zur Post-Mortem-Analyse bei Schadensfällen sowie zur Qualitätssicherung neuer Produkte genutzt werden. Die Untersuchungen bieten die 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.
Die Mikrofokusröhre des Geräts mit 300 Kilovolt (KV) Spannung eignet sich vor allem für die Durchleuchtung größerer Zellen und ganzer Batteriemodule. Mit ihr kann eine Detailerkennbarkeit bis 1 μm erreicht werden. Die Nanofokusröhre bringt es sogar auf winzige 0,5 μm.

„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 werden entscheidende Erkenntnisse zur Optimierung von Zellen und zu den Produktionsprozessen gewonnen.“

Zur Untersuchung werden die elektrochemischen „Patienten“ auf einem präzise rotierenden Probenteller fixiert und dann durchleuchtet. Der Rotationsdurchmesser kann bis zu 50 cm betragen, die Proben können bis zu 80 cm hoch sein. Für die Untersuchung von Batteriemodulen ist das eine wichtige Voraussetzung.