Fraunhofer-Kooperation 19.08.2026, 14:30 Uhr

1000 Röntgenbilder pro Sekunde: Wie VW jetzt seine Batterien durchleuchtet

Wenn eine Lithium-Ionen-Zelle thermisch durchgeht, war ihr Inneres bisher eine Blackbox. Eine Röntgenanlage des Fraunhofer EMI filmt das Versagen jetzt mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde. Die VW-Tochter PowerCo soll die Technik 2028 nach Salzgitter holen.

Geschlossene blaue Batterietestkammer

Geschlossen für den Ernstfall: Die Schutzkammer schirmt die Röntgentechnik gegen Hitze, Druck und herausgeschleudertes Material ab.

Foto: Fraunhofer EMI

Für die deutschen Autohersteller war es kein guter Sommer. BMW meldete für das erste Halbjahr eine Ebit-Marge im Autogeschäft von nur noch 3,6 %, bei Mercedes sank das operative Ergebnis der Pkw-Sparte um zwei Drittel und bei Volkswagen brach das Ergebnis nach Steuern um rund 30 % ein. Als Hauptursache gilt das kriselnde China-Geschäft: Dort verlieren die Konzerne auch gegen lokale E-Auto-Hersteller wie BYD, die ihre Batteriezellen selbst fertigen und damit die teuerste Komponente des Elektroautos günstiger bekommen.

Während BMW und Mercedes ihre Serienzellen überwiegend zukaufen, hat Volkswagen mit PowerCo Ende 2025 die eigene Zellfertigung am Standort Salzgitter gestartet. Hier gibt es bald Unterstützung aus der Forschung.

Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI) in Freiburg hat eine nach eigenen Angaben einzigartige Hochgeschwindigkeits-Röntgenanlage entwickelt. Sie filmt mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde, was im Inneren großformatiger Batteriezellen passiert, wenn diese an ihre Grenzen kommen. Gemeinsam mit PowerCo will das EMI die Technik jetzt in die Industrie bringen. 2028 soll die Anlage in Salzgitter stehen und dort die Entwicklung der Serienzellen beschleunigen.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Fachbereichsleitung Grün (m/w/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR
Heilbronner Versorgungs GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur in den Bereichen Gas und Wasser (m/w/d) Heilbronner Versorgungs GmbH
Heilbronn Zum Job 
Flughafen München GmbH-Firmenlogo
Leiter Elektrotechnik / Stromnetzprojekte (w/m/d) Flughafen München GmbH
Oberding Zum Job 
Intego GmbH-Firmenlogo
Servicetechniker / Field Service Engineer (m/w/d) - Einsatz in Kalifornien (USA) Intego GmbH
Erlangen Zum Job 
PohlCon GmbH-Firmenlogo
Anwendungsingenieur (m/w/d) PohlCon GmbH
Sumitomo Rubber Europe GmbH-Firmenlogo
Ingenieur FEA (m/w/d) Reifensimulation in Hanau Sumitomo Rubber Europe GmbH
Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (m/w/d) (Master/Uni-Diplom) Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt)
Bergisch Gladbach Zum Job 
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Bau (m/w/d) wpd infrastruktur GmbH
Universität zu Köln-Firmenlogo
Bauingenieur*in oder Architekt*in (w/m/d) mit Vertiefung im Baubetrieb bzw. Projektmanagement Universität zu Köln
wpd infrastruktur GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Elektroingenieur (m/w/d) für nationale Wind- und Solarenergieprojekte wpd infrastruktur GmbH
wpd construction GmbH-Firmenlogo
Erfahrener Projektleiter Elektrotechnik (m/w/d) wpd construction GmbH
Bietigheim-Bissingen Zum Job 
Universität zu Köln-Firmenlogo
Ingenieur*in (w/m/d) für Energiemanagement, Nachhaltigkeit und technische Gebäudeentwicklung Universität zu Köln
Boyd Weiler GmbH & Co. KG-Firmenlogo
CAD-Konstrukteur (m/w/d) Boyd Weiler GmbH & Co. KG
Weiler-Simmerberg Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Senior Ingenieur Systemintegration und KI-basierte Performancebewertung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Systemführung Operative Betriebsplanung (w/m/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
Allbau Managementgesellschaft mbH-Firmenlogo
Bauprojektleiter (m/w/d) Allbau Managementgesellschaft mbH
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur* im Anforderungsmanagement DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
WipflerPLAN Planungsgesellschaft-Firmenlogo
Bauingenieur / Bautechniker Kommunaler Tiefbau (m/w/d) WipflerPLAN Planungsgesellschaft
Donauwörth, Nördlingen, Pfaffenhofen an der Ilm, Lauf an der Pegnitz Zum Job 
VINCORION Advanced Systems GmbH-Firmenlogo
Information Security Manager (all genders) VINCORION Advanced Systems GmbH
Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur "Wirtschaftsinformatik und Datenbanken mit dem Schwerpunkt IT-Venture-Design, Digital Enterprise und innovativer Lehre in Makerspace-Settings (W2)" Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences
Düsseldorf Zum Job 

Was beim Thermal Runaway passiert

Der gefürchtetste Störfall einer Lithium-Ionen-Zelle heißt Thermal Runaway, zu Deutsch thermisches Durchgehen. Wird eine Zelle beschädigt, überladen oder überhitzt, verstärken sich chemische Zersetzungsreaktionen gegenseitig: Die Zelle heizt sich immer weiter auf, im Inneren bilden sich Gase, der Druck steigt, schließlich reißt das Gehäuse auf und glühendes Elektrodenmaterial wird herausgeschleudert. Im Batteriepack eines Autos kann die Hitze zudem auf Nachbarzellen überspringen. Dass ein solcher Brand kaum zu löschen ist, zeigte zuletzt der Großbrand eines Batteriespeichers in Bautzen.

Zellhersteller und Autobauer wollen diesen Prozess verstehen, um Zellen so konstruieren zu können, dass er sich nicht ausbreitet oder gar nicht erst startet. Die Schwierigkeit dabei: Das Durchgehen dauert Sekundenbruchteile und läuft hinter einer Metallhülle ab. Bisher waren am Prozess interessierte Entwickler daher nach Angaben des Fraunhofer EMI auf drei Behelfe angewiesen:

  • Simulationen
  • zerstörende Prüfverfahren
  • indirekte Messungen, etwa über Sensoren an der Zelloberfläche

Was in großformatigen Zellen während des Versagens tatsächlich geschieht, ließ sich bislang kaum beobachten.

Röntgenbild prismatische Batteriezelle
Standbild aus dem Röntgenvideo eines Nageltests: Erst dieser Blick durch die Metallhülle zeigt, wie Gase und Materialauswurf das Zellinnere in Sekundenbruchteilen verändern. Foto: Fraunhofer EMI

So funktioniert die EMI-Anlage

Die Anlage am EMI-Standort im badischen Efringen-Kirchen kombiniert Hochleistungs-Röntgentechnik mit einer eigens entwickelten Batterietestkammer. Während die Röntgenkamera mit bis zu 1000 Bildern pro Sekunde ins Zellinnere filmt, erfasst eine umfangreiche Sensorik Temperatur, Druck, Spannung und Gasstrom. So lässt sich jedes Bild aus dem Inneren mit äußeren Messwerten abgleichen. Das Verfahren nennt sich In-situ-Röntgen, weil es den Vorgang direkt am Ort des Geschehens sichtbar macht, ohne die Zelle dafür zu zerlegen.

„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“, erklärt Sebastian Schopferer, Leiter Batteriesicherheit am Fraunhofer EMI.

Eine besondere Ingenieursleistung steckt laut EMI in der Schutzkammer: Sie schirmt die empfindlichen Röntgenkomponenten gegen die Hitze, den Druck und den Materialauswurf ab, die beim thermischen Durchgehen entstehen. Erst dadurch kann die Anlage großformatige prismatische Zellen bis zum Äußersten belasten, ohne sich selbst zu zerstören.

Person platziert Batteriezelle
Handarbeit vor dem Härtetest: Am Fraunhofer EMI wird eine Batteriezelle in der Röntgenanlage platziert, bevor sie kontrolliert zum Versagen gebracht wird. Foto: Fraunhofer EMI

Was die Autoindustrie damit anfängt

Nach eigenen Angaben hat das EMI bereits für mehrere deutsche Autohersteller gemessen, darunter VW und Audi. Charakterisiert wurden dabei der Materialauswurf beim thermischen Durchgehen und die Frage, wie das Versagen in Aufbauten aus mehreren Zellen von einer auf die nächste überspringt.

Mit solchen Daten sollen sich Zelldesigns anhand tatsächlich beobachteter Prozesse bewerten und Simulationsmodelle nachschärfen lassen.

Sprung in die Serie geplant

Demnächst wollen EMI und PowerCo die Technik in die Serienentwicklung überführen. Erste Ergebnisse fließen laut den Partnern schon heute in die Zellen der VW-Tochter ein; 2028 soll die Anlage am PowerCo-Standort Salzgitter installiert werden. Das System ist modular aufgebaut und laut EMI auf andere Zellformate und neue Zellchemien übertragbar, etwa die lange erwarteten Feststoffzellen.

„Erstmals können wir die dynamischen Prozesse im Inneren von Zellen in Echtzeit und Zeitlupe sichtbar machen. Diese nie dagewesene Einblickstiefe ermöglicht es uns, Sicherheit und Design von Batteriezellen gezielt zu optimieren und Innovationen deutlich schneller in die industrielle Anwendung zu überführen“, sagt PowerCo-Technikchef HW Vassen. Gemeinsam mit dem EMI treibe man Hochtechnologie „made in Europe“ voran und stärke Europas Rolle in der Batterieindustrie.

Hoffnungsschimmer für deutsche BEV?

Unklar ist, inwieweit die Technik VWs Rückstand bei der Zellfertigung verkleinern kann. Zumal sie nicht komplett neu ist: Röntgenblicke in Batteriezellen gibt es auch an Synchrotron-Großforschungsanlagen, und Forschende aus Kiel arbeiten an Sensoren, die aus dem Zellinneren heraus funken. Das Besondere an der EMI-Anlage ist, dass sie große Zellen im Moment des Durchgehens filmt und sich in eine Zellfabrik integrieren lässt.

Eine Röntgenanlage alleine wird den schlechten Sommer vermutlich nicht wiedergutmachen, aber sie verkürzt als Teil der Strrategie, die Fertigung ins eigene Haus zu holen, den Weg vom Zellprototyp zur sicheren, serienreifen Batterie. Den Weg also, auf dem die Konkurrenz aus China jahrelangen Vorsprung besitzt. Was das bringt, lässt sich ab 2028 beobachten, wenn die Anlage in Salzgitter steht und PowerCo den Hochlauf seiner Fabriken stemmen muss.

Quellen und weiterführende Links:

Ein Beitrag von:

  • Magnus Schwarz

    Magnus Schwarz schreibt zu den Themen Wasserstoff, Energie und Industrie. Nach dem Studium in Aachen absolvierte er ein Volontariat und war mehrere Jahre als Fachredakteur in der Energiebranche tätig. Seit Oktober 2025 ist er beim VDI Verlag.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.