Neue Hochgeschwindigkeits-Röntgenanlage durchleuchtet Batterien unter Belastung

Elektromobilität Neue Hochgeschwindigkeits-Röntgenanlage durchleuchtet Batterien unter Belastung

13.08.2026 Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

Um festzustellen was im Inneren einer Batteriezelle passiert, wenn sie versagt, setzte man bisher auf Simulationen, zerstörende Prüfverfahren und indirekte Messungen. Nun hat das Fraunhofer EMI eine Hochgeschwindigkeits-Röntgenanlage entwickelt, die dynamische Prozesse in großformatigen prismatischen Zellen erstmals in Echtzeit sichtbar macht.

Standbild aus einem Röntgenvideo beim Nageltest einer prismatischen Lithium-Ionen-Zelle. (Bild: Fraunhofer EMI) — Standbild aus einem Röntgenvideo beim Nageltest einer prismatischen Lithium-Ionen-Zelle.
(Bild: Fraunhofer EMI)

Eine hochdynamische Röntgentechnologie soll sichtbar machen, was in Sekundenbruchteilen im Inneren großformatiger Batteriezellen bei Belastungen passiert. Damit will das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI) dazu beitragen, die Entwicklung von neuen Zellen für die europäische Automobilindustrie sichererer zu gestalten. Gemeinsam mit der Volkswagen-Tochter PowerCo arbeitet man daran, diese Technologie in die industrielle Anwendung zu überführen.

Röntgentechnik trifft auf Batterietestkammer und Sensorik

Die Anlage kombiniert Hochleistungs-Röntgentechnik mit einer speziell entwickelten Batterietestkammer sowie umfassender Sensorik zur simultanen Erfassung von Temperatur, Druck, Spannung und Gasstrom. Mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde können Vorgänge wie Gasbildung, Materialverschiebungen und Rissbildung im Zellinneren in höchster Auflösung erfasst werden. Das sind Prozesse, die bisher nicht sichtbar waren. „Mit unserem In-situ-Verfahren können wir nachvollziehen, was in Sekundenbruchteilen in einer Zelle passiert – in Echtzeit, mit höchster Auflösung. Das verändert unser grundlegendes Verständnis von Batteriekonstruktion und -sicherheit“, verkündetDr. Sebastian Schopferer, Leiter Batteriesicherheit am Fraunhofer EMI mit Stolz.

Eine der wichtigsten Errungenschaften ist dabei, eine Schutzkammer, die empfindliche Röntgenkomponenten zuverlässig vor den extremen Bedingungen beim thermischen Durchgehen von Lithium-Ionen-Zellen abschirmt.

Für verschiedene Zellchemien und -formate geeignet

Das Fraunhofer EMI hat bereits für mehrere deutsche Automobilhersteller, beispielsweise für Volkswagen und Audi, den Materialauswurf beim thermischen Durchgehen sowie das Propagationsverhalten in Mehrzellenaufbauten charakterisiert. Die gewonnenen Daten machen es möglich, Zelldesigns auf Basis tatsächlich beobachteter Prozesse zu bewerten und bestehende Simulationsmodelle gezielt zu verfeinern – ein direkter Mehrwert für Produktentwicklung und Zulassungsprozesse.

Im nächsten Schritt wollen das Fraunhofer EMI und PowerCo die Technologie nun in den industriellen Einsatz überführen. Dabei wird das EMI sein Know-how in Materialforschung, Batterie-Missbrauchsprüfung und Hochgeschwindigkeitsbildgebung einbringen, während PowerCo reale Zelltypen verfügbar macht sowie die Anforderungen der Serienfertigung erfüllt

Erste Ergebnisse aus der Zusammenarbeit fließen bereits heute in die Entwicklung optimierter Serienzellen der Volkswagen-Tochter ein. Die Anlage wird im Jahr 2028 am PowerCo Standort in Salzgitter installiert.

Das modular konzipierte System ist auf verschiedene Zellformate und neue Zellchemien skalierbar – ein entscheidender Vorteil für die Entwicklung zukünftiger Batterien. (se)

Beim Laden eines Elektroautos entstehen Verluste nicht nur bei der Leistungswandlung. Auch Fahrzeugelektronik, Leitungen, Batterie und Thermomanagement beeinflussen die Gesamtenergiebilanz. (Bild: frei lizenziert)

Ist die Lithium-Luft-Batterie das nächste "große" Ding? CATL zumindest investiert diesbezüglich in seine Forschungsarbeit. (Bild: frei lizensiert bei Pixabay)

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