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 - 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 - 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 - 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 - 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 -