direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Papillion

Einfluss der Position und Ausprägung von produktionsbedingten Inhomogenitäten auf die ortsaufgelösten Leistungsparameter und die Gesamtperformance von Lithium-Ionen-Zellen

Lupe
  • gefördert durch die DFG
  • Projektdauer: 2021 – 2024

Motivation

Eine Möglichkeit die Kosten von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zu senken, liegt in der Durchsatzsteigerung der Produktion durch innovative Handhabungsprozesse. Die letztlich unvermeidbare Wechselwirkung zwischen Baugruppen und Elektroden erzeugen ungleichmäßige Stromdichteverteilungen in den Elektroden und beeinflussen somit die Performance der LIB. Neben bereits untersuchten Defekten, ist zu den Auswirkungen von produktionsbedingten Belastungen bei der Handhabung der Elektroden jedoch nur wenig bekannt. Vor allem bei der Konzeption innovativer Anlagen gilt es deshalb zu klären, welchen Einfluss diverse Handhabungtechniken auf die Performance der LIB haben.

Ziele und Vorgehen

Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung des (Positions-)Einflusses von Inhomogenitäten (Defekte und Belastungen) bei Elektroden auf die LIB-Performance. Dafür wird zunächst der Einfluss von Inhomogenitäten auf die LIB-Performance mit Hilfe eines experimentell gestützten Ersatzschaltbildmodells (ESBM) untersucht, um die Inhomogenitätseinflüsse gesammelt gegenüberzustellen. Weiterführend wird der Positionseinfluss in die Untersuchungen mit einbezogen. Dafür wird ein ESBM zur ortsaufgelösten Charakterisierung (oESBM) entwickelt und mit Hilfe einer innovativen Testzelle (TZ) zur ortsaufgelösten Charakterisierung parametriert. Insgesamt werden die Defekte Partikelkontaminationen, Feuchtigkeit und Mikrolöcher und die mechanischen Belastungen Zug, Druck und Biegung untersucht. Durch kalendarische und zyklische Alterung von TZ werden anschließend die Alterungsmechanismen SEI-Wachstum und Lithium-Plating (LiP) forciert. Im Fokus der Performancebetrachtung stehen der Coulombsche Wirkungsgrad, die Impedanz und die Kapazität. Die Ergebnisse werden zuletzt in eine Anwendungssoftware eingepflegt, um eine Alterungsprädiktion zu ermöglichen. Dadurch wird die Bewertung von Handhabungsprozessen in der Produktion noch vor ihrer Realisierung ermöglicht.

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Kontakt

M.Sc. Paul-Martin Luc
+49 (030) 314 - 73850
EMH2
Raum EMH 131

Adresse

Technische Universität Berlin
FG Elektrische Energiespeichertechnik
Institut Institut für Energie und Automatisierungstechnik
Fakultät IV
Sekr. EMH 2
Einsteinufer 11
D-10587 Berlin