TY - CONF A1 - Werner, Jan A1 - Böttcher, Nils A1 - Soderer, Hannes T1 - Batterieelektrisch betriebene FL/AT-Fzg.-Vorschriften und Sicherheit N2 - Überblick über Vorschriftenlage, Technik der Batterien und aktuelle Forschung. Aufzeigen bestehender Unschärfen in der Rechtslage, Sicherheitsfragestellungen zu Batterietechnik sowie Interaktion mit Gefahrgut. T2 - E-Mobilität in der Chemielogistik CY - Duisburg, Germany DA - 04.03.2026 KW - Batterieelektrische Antriebe KW - Gefahrgut KW - ADR KW - Unfallfeuer KW - Wärmeübertragung KW - Lithium Ionen Batterien PY - 2026 AN - OPUS4-65663 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Kick-off LiBaTra - WP4: Safety Tests N2 - Die BAM ist Projektpartner im vom BMWE geförderten Verbundvorhaben LiBaTra („Lithium-Ionen-Batterie Transport und sichere Deaktivierung für das Recycling“). Weitere Projektpartner neben der BAM sind die Universität Braunschweig mit dem iPAT (Institut für Partikeltechnik) sowie die Firmen Siemens Energy SE sowie No Canary. Die BAM bearbeitet das Teilvorhaben „Risikobestimmung tiefenentladener Energiespeicher“ (FKZ: 03EI6145A-D). Die Präsentation gibt die wesentlichen Arbeitsinhalte des Teilvorhabens der BAM wieder. T2 - Kick-off Meeting des Verbundvorhabens LiBaTra CY - Online meeting DA - 17.02.2026 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2026 AN - OPUS4-65657 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - A Journey From Formula Student to Research at BAM N2 - In this presentation, the battery and cell test center of BAM is introduced to the Berlin Motion Lab. Points of intersection are identified, and interested students are familiarized with BAM’s research priorities in the field of batteries. The aim is to foster interaction and to inspire young researchers to engage with technologically relevant topics. T2 - Berlin Deep Tech Nexus Meetup CY - Berlin, Germany DA - 26.02.2025 KW - Battery safety KW - BAM-academy KW - Qualification programme for PhD students at BAM KW - Advanced (battery) safety topics PY - 2025 AN - OPUS4-65079 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Lithiumbatterien, Natrium-Ionen Batterien, Festkörperbatterien - Wohin geht die Regelwerksentwicklung? N2 - Der Markt für Energiespeicher befindet sich in einer Phase intensiver technologischer Diversifizierung. Neben etablierten Lithium-Ionen-Batterien gewinnen neue Systeme wie Natrium-Ionen-Batterien und künftige Technologien wie Festkörperbatterien zunehmend an Bedeutung. Dies stellt jedoch neue Anforderungen an die Handhabung und Logistik respektiver Systeme und rückt die Klassifizierung von Batterien nach Gefährlichkeit stärker in den Fokus. In diesem Kontext gilt es Transportprozesse zu vereinfachen und simultan die Sicherheit zu erhöhen. Im Rahmen dieses Vortrags werden aktuelle und kommende Batterietechnologien vorgestellt, die essenziellen Hürden bei deren Handhabung, Transport und Lagerung zusammenfassend dargestellt und ein umfassender Ausblick auf die Regelwerksentwicklung gegeben. Schwerpunkte liegen dabei auf I) der Entwicklung dedizierter Methoden für die Einordnung in Kategorien defekte und kritisch defekte Batteriesysteme, II) Passivierende Verfahren (thermisch und/oder elektrisch) für einen sicheren Transport und III) der Optimierung der Wertschöpfungskette des Gesamtsystems „Batterie“ durch effizientere Batteriekreisläufe und Recyclingverfahren. T2 - Zweite Fachkonferenz Transport und Lagerung von Lithiumbatterien 2025 CY - Augsburg, Germany DA - 03.07.2025 KW - Batteriesicherheit KW - Gekühlter Transport von Batterien KW - Tieftemperaturpassivierung KW - Regelwerksentwicklung KW - Wertschöpfungskette und Batterierecycling PY - 2025 AN - OPUS4-65078 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - „Batterien“ Gefahrgutrechtliche Entwicklung für die Anwendung N2 - Der Markt für Energiespeicher bietet eine kontinuierlich wachsende, technologische Vielfalt. Neben etablierten Lithium-Ionen-Batterien gewinnen alternative Systeme wie Natrium-Ionen-Batterien zunehmend an Bedeutung. Jene Entwicklung steigert aktuell die Anforderungen an Regularien für Logistik und Handhabung ebendieser Systeme und bedarf einer dedizierten jedoch gleichwohl praktikablem Klassifizierung unterschiedlicher Batterien nach deren Gefährlichkeit. Genau dies ist der Schwerpunkt der vorliegenden Präsentation. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem sicheren Transport kritisch defekter Batteriesysteme durch thermische Passivierung und/oder gezieltes Tiefentladen. Explizit werden aktuelle und zukünftige Batterietechnologien vorgestellt, die wesentlichen Herausforderungen bei Handhabung, Transport und Lagerung zusammengefasst und ein umfassender Ausblick auf die Weiterentwicklung der relevanten Regelwerke gegeben. T2 - 35. Münchner Gefahrgut-Tage CY - Munich, Germany DA - 26.05.2025 KW - Batteriesicherheit KW - Thermisches Durchgehen KW - Tieftemperaturpassivierung KW - Initiale Reaktionstemperatur KW - Gekühlter Transport von (kritisch) defekten Batterien PY - 2025 AN - OPUS4-65077 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Lithium und Natrium Ionen Batterien: Eine Frage der Sicherheit - Aktuelle und zukünftige Herausforderungen für die Kreislaufwirtschaft N2 - Der Markt für Energiespeicher befindet sich in einer Phase intensiver technologischer Diversifizierung. Neben etablierten Lithium-Ionen-Batterien gewinnen neue Systeme wie Natrium-Ionen-Batterien und künftige Technologien, z.B. Festkörperbatterien, zunehmend an Bedeutung. Dies stellt neue Anforderungen an Handhabung, Logistik und insbesondere das Recycling respektiver Systeme. Gleichwohl die Batterieverordnung einen künftigen Einsatz von Rezyklat in bei der Herstellung von Batterien vorsieht, ist bislang wenig darüber bekannt, wie sich recycelte Materialien auf Batteriesicherheit-, Leistungsfähigkeit- und Lebensdauer auswirken. Alternativ zu einem direkten Recycling gewinnt ebenso die Verlängerung der Batterielebensdauer durch so genannte „Second-life Anwendungen“ zunehmend an Interesse. Durch verbesserte Methoden zur Vorhersage von Lebensdauer, Restlebensdauer und Betriebssicherheit könnten Batterien länger im Einsatz gehalten werden, was zunehmend Ressourcen schonen würde. Im Rahmen dieses Vortrages werden die o.g. Themen in einem umfassenden Kontext des Gesamtsystems „Batterie“ diskutiert und aktuelle Entwicklungen aus einem regulatorischen und wissenschaftlichen Blickwinkel zusammenfassend dargelegt. T2 - TraWeBa-Kongress CY - Leipzig, Germany DA - 13.05.2025 KW - Recycling von Batterien KW - Thermisches Durchgehen KW - Second-Life Anwendungen KW - Batteriekreisläufe PY - 2025 AN - OPUS4-65076 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Böttcher, Nils A1 - Sander, Luise A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Widjaja, Martinus Putra A1 - Fellinger, Tim-Patrick A1 - Schmidt, Anita A1 - Krug von Nidda, Jonas T1 - Sodium-ion battery research @ BAM (I): investigating the thermal runaway behaviour of commercial sodium-ion battery cells N2 - Commercially available sodium-ion battery (SIB) cells, with energy densities comparable to lithium-ion battery (LIB) cells based on LiFePO4, were investigated regarding their safety behaviour under thermal abuse conditions. Tests were carried out in an inert atmosphere. The SIB-cells went into thermal runaway (TR), intriguingly, even at a rather low state of charge of 30%. The TR-event was coupled with a pronounced jelly roll ejection, challenging the interpretation of the TR-diagrams. These findings highlight the necessity of incorporating SIB-cells into the ongoing safety classification discussions for LIB-cells. KW - Sodium Ion Batteries KW - Thermal Runaway KW - Battery safety PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-647652 DO - https://doi.org/10.1039/d5se00687b SN - 2398-4902 VL - 9 IS - 21 SP - 5832 EP - 5838 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) AN - OPUS4-64765 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfaff, Jonas A1 - Schopferer, Sebastian A1 - Markötter, Henning A1 - Rack, Alexander A1 - Bruno, Giovanni A1 - Schmidt, Anita A1 - Tichter, Tim A1 - Böttcher, Nils T1 - High-speed synchrotron radiography of nail penetration-induced thermal runaway: Understanding the explosive behavior of commercial sodium-ion batteries with NFM cathode N2 - The dynamics of mechanically initiated thermal runaway (TR) events in cylindrical 18650 cells with NFM (Na(Ni1/3Fe1/3Mn1/3)O2), LFP (LiFePO4), and NMC532 (LiNi1/2Mn1/3Co1/5O2) cathode chemistries were investigated using high-speed synchrotron X-ray imaging. Structural similarity index measures (SSIM) were employed to identify and track rapid structural changes. In this manner, thermal decompositions and internal propagation dynamics, influencing the safety mechanisms of the cells, were studied. This lead to two major findings: (I) Among NFM, LFP, and NMC532 cells, the TR-characteristics differ significantly in temperature and internal propagation speed. Internal safety mechanisms appear, however, visually similar. Among all samples, LFP cells exhibit higher safety performance concerning the initiation of TR by nail penetration and the progression of TR. (II) The NFM cells used in this study displayed an almost explosive TR. This finding appears counterintuitive on a first glance, since sodium-ion batteries are usually considered safe. High-speed imaging revealed that the explosive TR is not necessarily caused by the thermochemical decomposition reactions, but rather by a failure of the venting mechanism. This results in a significant pressure buildup within the cell upon TR initiation and eventually a severely violent TR. These results underline that battery safety depends on many factors and not solely on optimized cell chemistries or materials. KW - High-speed X-ray radiography KW - Synchrotron X-rays KW - 18650 KW - SIB KW - Na-NFM KW - Structure similarity index measure PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-642649 DO - https://doi.org/10.1016/j.powera.2025.100188 SN - 2666-2485 VL - 36 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-64264 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Kalte Kiste - Tieftemperatur Transport eine sichere Option für kritische Batterien? N2 - Obwohl Batterien und im Besonderen Lithiumbatterien bei normaler Benutzung sicher sind, kann ein Fehlerfall zu einem katastrophalen Event führen. Dabei können giftige Gase frei werden und es kann bis zum Brand der gesamten Batterie kommen. Daher muss der Transport beschädigter Batterien unter sicheren Bedingungen erfolgen. Die Zuständigkeit für den sicheren Transport kritisch defekter Batterien in Deutschland hat die BAM inne. In diesem Zusammenhang erforscht die BAM an sicheren Transportbedingungen, welche im Rahmen dieser Präsentation vorgestellt werden. Dabei zeigen Lithiumbatterien unterhalb einer individuellen Temperatur keinerlei Reaktionen bei kritischer Beschädigung. Diese Temperatur wird als initiale Reaktionstemperatur (IRT) definiert. Ferner kann diese IRT mit einem einfachen elektrischen Test bestimmt werden. Ein Auftauen nach der kritischen Beschädigung kann dennoch zum thermischen Durchgehen (TR) führen. Dieser kann jedoch zusätzlich auch lokal begrenzt auftreten. Das Schockfrosten während des laufenden TR führt nicht immer dazu, dass der TR gestoppt wird. T2 - VDA AK Gefahrgutbeauftragte CY - Berlin, Germany DA - 11.02.2025 KW - Lithiumbatterien KW - Batteriesicherheit KW - Gekühlter Transport PY - 2025 AN - OPUS4-63347 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Lithium-Ionen-Batterien: Aktuelles aus der Forschung Optimierungsmöglichkeiten beim Transport kritisch-defekter Batterien N2 - Durch den gekühlte Transport von kritisch defekten Lithium-Batterien können Zellen unterhalb ihrer initialen Reaktionstemperatur inert und ohne thermisches Durchgehen sicher transportiert werden. Allerdings kann das Auftauen von kritischen Zellen je nach Beständigkeit der Kurzschlusses dennoch zum thermischen Durchgehen führen. Zusätzlich sollte ein direkter Kontakt mit dem Kühlmedium sollte unterbunden werden, da dieses sonst in die Zellen eindringen kann. Anhand der vorgestellten Ergebnisse zeigt sich zudem keine allgemeingültige sichere Transporttemperatur. T2 - IAA Transportation CY - Hannover, Germany DA - 19.09.2024 KW - Thermal runaway KW - Low temperature KW - Lithium-ion batteries KW - Abuse testing PY - 2024 AN - OPUS4-62320 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Nominal and Off-Nominal Battery / High Energy Storage Testing Off-Nominal cell and battery testing at BAM N2 - The abuse testing of electrochemical energy storage systems poses a major safety challenge. Thanks to its core competence in ensuring safety in technology and chemistry, BAM has the capabilities to carry out safety tests from small to large scale. Tests up to approx. 200Wh (lithium-ion batteries) can be carried out in the cell test center and abuse tests up to 20kWh are possible in the open field test on the TTS. T2 - Europe Energy Storage Safety Summit CY - Petten, Netherlands DA - 08.10.2024 KW - Battery Safety KW - Abuse testing KW - Lithium-ion batteries KW - Safety critical tests PY - 2024 AN - OPUS4-62321 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Sicherheit von Lithium-und Natrium-Batterien - Brandprüfungen und Sicherheitsmaßnahmen N2 - Die Präsentation gibt einen ganzheitlichen Überblick im sicheren Umgang mit elektrochemischen Energiespeichertechnologien. Ferner enthält diese Präsentation einen Überblick über die aktuell an der BAM durchgeführten Forschungsprojekte und hoheitlichen Aufgaben mit Bezug diesen Energiespeichern T2 - Lehrgang "Moderne elektrochemische Energiespeicher" (905350) CY - Mannheim, Germany DA - 16.09.2024 KW - Lithiumbatterien KW - Thermal Runaway KW - Sicherheit KW - Natriumbatterien PY - 2024 AN - OPUS4-62302 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Low Temperature Tomographic In-Situ and Operando Studies in Energy Research N2 - Using low temperatures empowers in-depth investigations of abuse processes in Li-ion cells. A thermal runaway (TR) can be suppressed also on material level at low temperatures.The rethermalization of a critical damaged cell not always leads to a TR. Using the snyergies at BAM enables now In-depth investigation of low temperature inertisation mechanisms in commercial Lithium-Ion-Batteries. In future the synergies will be used for in-depth investigation of other abuse processes in commercial cells e.g., plating or aeging. T2 - HZB Usermeeting CY - Berlin, Germany DA - 11.12.2024 KW - Lithiumbatteries KW - Thermal Runaway KW - Sychrotron computer tomopgrahy KW - Low temperature PY - 2024 AN - OPUS4-62300 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Neue Brandlasten - neue Aufgaben für die Feuerwehr N2 - Die zunehmende Verbreitung von elektrischen Energiespeicher und Flüssiggasspeicher ermöglichen eine erfolgreiche Transition zu einer CO2 neutralen Energieversorgung. Allerdings bringen neue Energiespeicher mit hohen Energiedichten auch zusätzliche Herausforderungen für die Feuerwehr der Zukunft mit sich. Insbesondere Lithiumbatterien können bei falscher Handhabung zum thermischen Durchgehen führen. Dies kann katastrophale Auswirkungen mit sich bringen. Der Umstieg auf Wasserstoff als neuen Energieträger birgt ebenfalls zusätzliche Risiken und Unsicherheiten für die Einsatzkräfte. Daher ist die Lageeinschätzung und der möglichen Gefahren am Einsatzort für die Feuerwehrkräfte essenziell notwendig. T2 - Transfer on fire CY - Ludwigsfelde, Germany DA - 14.08.2024 KW - Lithiumbatterien KW - Sicherheit von Energieträgern KW - Gefahrguttransport PY - 2024 AN - OPUS4-61502 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Böttcher, Nils A1 - Dayani, Shahabeddin A1 - Markötter, Henning A1 - Schmidt, Anita A1 - Kowal, J. A1 - Lu, Y. A1 - Krug von Nidda, Jonas A1 - Bruno, Giovanni T1 - Visualization of stepwise electrode decomposition in a nail penetrated commercial lithium-ion cell using low-temperature synchrotron X-ray computed tomography N2 - The transition towards zero carbon emissions in power generation hinges on the integration of efficient electrical energy storage systems, with lithium-ion batteries (LIBs) positioned as a pivotal technology. While generally safe, deviations in their operational guidelines due to manufacturing defects or misuse can lead to critical safety concerns, notably thermal runaway (TR) events. Internal short circuits (ISCs) are primary initiators of TR within LIBs. For abuse testing, ISCs are often triggered by nail penetration. This study explores the morphological changes and mechanisms underlying ISC-induced TR in LIBs using operando synchrotron X-ray computed tomography (SXCT) at subzero temperatures. A novel cryogenic setup was developed to control a stepwise temperature increase in the damaged sample while monitoring electrochemical characteristics and simultaneously enabling acquisition of high-resolution SXCT images. The findings reveal that conducting nail penetration at minus 80°C prevents immediate TR, enabling detailed analysis of subsequent structural and electrochemical behavior during controlled thawing. Thus, the initiation of TR processes at localized ISC sites has been observed, evidenced by voltage fluctuations and morphological changes, such as cathode material cracking and decomposition. These results underscore the importance of temperature control in mitigating TR risks and provide critical insights into the internal dynamics of LIBs under abusive conditions. The developed cryogenic SXCT methodology offers a powerful tool for non-destructive, high-resolution investigation of battery failure mechanisms, contributing to the enhancement of LIB safety. KW - Tomography KW - X-ray imaging KW - Lithium-ion battery PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-611327 DO - https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.235472 VL - 623 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier CY - New York, NY AN - OPUS4-61132 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Leonhardt, Robert A1 - Böttcher, Nils A1 - Dayani, Shahabeddin A1 - Rieck, Arielle A1 - Markötter, Henning A1 - Schmidt, Anita A1 - Kowal, Julia A1 - Tichter, Tim A1 - Krug von Nidda, Jonas T1 - Exploring the electrochemical and physical stability of lithium-ion cells exposed to liquid nitrogen N2 - The transport and storage of lithium-ion (Li-ion) batteries — damaged or in an undefined state — is a major safety concern for regulatory institutions, transportation companies, and manufacturers. Since (electro)chemical reactivity is exponentially temperature-dependent, cooling such batteries is an obvious measure for increasing their safety. The present study explores the effect of cryogenic freezing on the electrochemical and physical stability of Li-ion cells. For this purpose, three different types of cells were repeatedly exposed to liquid nitrogen (LN2). Before and after each cooling cycle, electrical and electrochemical measurements were conducted to assess the impact of the individual freezing steps. While the electrochemical behavior of the cells did not change significantly upon exposure to LN2 , it became apparent that a non-negligible number of cells suffered from physical changes (swelling) and functional failures. The latter defect was found to be caused by the current interrupt device of the cylindrical cells. This safety mechanism is triggered by the overpressure of expanding nitrogen which enters the cells at cryogenic temperatures. This study underlines that the widely accepted reversibility of LN2 -cooling on a material scale does not allow for a direct extrapolation toward the physical integrity of full cells. Since nitrogen enters the cell at cryogenic temperatures and expands upon rethermalization, it can cause an internal overpressure. This can, in turn, lead to mechanical damage to the cell. Consequently, a more appropriate temperature condition — less extreme than direct LN2 exposure — needs to be found KW - Lithium-ion battery KW - LN2 cooling KW - Battery characterization PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-599248 DO - https://doi.org/10.1016/j.est.2024.111650 VL - 89 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-59924 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Böttcher, Nils A1 - Dayani, Shahabeddin A1 - Markötter, Henning A1 - Bau, Alexander A1 - Setzchen, Max A1 - Schmidt, Anita A1 - Kowal, Julia A1 - Krug von Nidda, Jonas T1 - High Precision Nail‐Penetration Setup for the Controlled Thermal Runaway Initiation of Lithium‐Ion Cells at Very Low Temperatures N2 - A high precision nail‐penetration (NP) tool for characterizing the mechanically induced thermal‐runaway (TR) of lithium‐ion battery (LIB) cells in a defined range of temperatures down to −140 °C was developed. To understand the cell specific behavior at low temperatures aiming at the determination of safe handling conditions, different scenarios are analyzed. First, accuracy tests of the NP‐tool regarding motion and penetration depth are conducted with cylindrical cells at different temperatures. Thus, postmortem computer tomographic (CT) images are compared to the data measured with the newly integrated 3‐axis force sensor which is further combined with a high‐resolution position sensor. The herein developed setup allows evaluation of the NP‐metrics at an accuracy of ±1 pierced electrode layer without CT‐scans. Further NP examinations at 20 °C of fully charged cylindrical lithium nickel manganese cobalt oxide cells reveal a reproducible minimum damage as a reliable TR‐trigger. Moreover, NP‐tests at low temperature disclose a relation of the short circuit conductivity and TR‐reactions during subsequent rethermalization to room temperature. Finally, the implementation of a novel fixture for a controlled very fast cooling of LIB‐cells during critical damage opens the way to investigate the individual steps during a TR and, thus, to gain important information of the specific TR‐mechanism of different LIB‐cells. KW - Battery Safety KW - High-precision nail penetration KW - Lithium-ion batteries KW - Abuse testing KW - Thermal runaway PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598127 DO - https://doi.org/10.1002/ente.202301379 SN - 2194-4288 SP - 1 EP - 13 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-59812 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Visualizing the progression of the thermal runaway in lithium-ion-cells by controlled abuse tests at low temperatures N2 - Due to their increasing energy density, lithium-ion-batteries (LIBs) play a key role in the traffic energy transition. Regarding their safety behavior, the main challenge of LIB-cells remains the thermal runaway (TR) process. In situ/operando investigations of the TR on commercial cells is possible with radiographic and computer tomographic measurements. Nonetheless, high resolution visualization of the TR persists as a challenge due to the high progression speed of the TR-process itself. Generally, performing abuse tests at cryogenic temperatures allows to slow down or even prevent the TR. Nevertheless, not all abuse methods are suitable for TR investigations at low temperatures. Nail penetration is an appropriate option, however, contains numerous unknown parameters and therefore suffers regarding reproducibility. Herein, a self-developed high precision nail-penetration-setup is introduced, approaching the necessary mechanically reproducibility with controlled temperatures down to -190°C. The setup allows the preparation of critically abused, however, at cryogenic temperatures stable LIB-cells. These cells were controlled rethermalized to room temperature during synchrotron x-ray computer tomography (SXCT) with a pixel size up to 0.7 μm. During this measurement, the temperature and voltage of the cell is monitored allowing the visualization of the initial internal cell reactions. This study reveals the relation between internal reactions and cell voltage. Finally, the developed set-up enables in-depth analysis of thermal runaway behavior down to material level for various commercial battery cells in the future. T2 - International Battery Safety Workshop CY - Ulm, Germany DA - 28.09.2023 KW - Thermal Runaway KW - Lithium Ion Batteries KW - Computer Tomography PY - 2023 AN - OPUS4-59270 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Determination of safe handling and transport conditions of critically damaged lithium battery cells at low temperatures N2 - Lithium batteries are the key technology for the successful implementation of the energy transition. Nevertheless, the consequences of thermal runaway of lithium batteries pose the greatest safety risk. In particular, the transport of damaged lithium batteries poses special challenges in order to minimize the effects of thermal runaway. By developing a precision nail test rig, the positive effects of cooling damaged lithium batteries can be investigated and safe transport temperatures identified. T2 - Advanced Battery konference CY - Aachen, Germany DA - 26.04.2023 KW - Lithium-Ion Battery Safety and Testing PY - 2023 AN - OPUS4-59207 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Untersuchungen für den Transport gekühlter Batterien Vorstellung des Nageltests N2 - Im Zusammenhang mit den Untersuchungen zu den Möglichkeiten von gekühlten Transporten von Lithiumbatterien werden unterschiedliche Zerstörungsmethoden vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wird dabei das neu entwickelte Nageltool und die vorläufigen Untersuchungen für den Einfluss von Ultratiefkühlung auf unbeschädigte Lithiumbatterien vorgestellt. T2 - ERFA-Verpackungen CY - Berlin, Germany DA - 22.09.2022 KW - Lithiumbatterien KW - Thermal Runaway KW - Gefahrguttransport KW - Nageltest PY - 2022 AN - OPUS4-56759 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Böttcher, Nils T1 - Untersuchungen für den Transport gekühlter Batterien Vorstellung des Nageltests N2 - Im Zusammenhang mit den Untersuchungen zu den Möglichkeiten von gekühlten Transporten von Lithiumbatterien werden unterschiedliche Zerstörungsmethoden vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wird dabei das neu entwickelte Nageltool vorgestellt. T2 - Fachkonferenz Lithiumbatterien CY - Goettingen, Germany DA - 28.04.2022 KW - Lithiumbatterien KW - Thermal Runaway KW - Gefahrguttransport KW - Nageltest PY - 2022 AN - OPUS4-56758 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -