Untersuchung von Batterieelektroden mit optischen Verfahren

• Investigation of battery electrodes with optical methods

Rahe, Christiane; Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor); Mayer, Joachim (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2022)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 167
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022

Kurzfassung

Mit dieser Arbeit wird das Instrumentarium zur Parametrierung von physikalisch-chemischen Modellen für Lithium-Ionen-Batterien erweitert. Neben den bekannten Verfahren aus der Post-Mortem-Analyse kommen Computertomographen zur Beobachtung der mechanischen Veränderung der Zellen und Elektroden wie auch zur Porositätsberechnung zum Einsatz. Für die Bestimmung des aktiven und nicht-aktiven Überstandbereichs werden Lasermikroskopmessungen verwendet. Die Auswertung der Höhenprofilmessungen erlaubt die Bewertung der Produktionsgenauigkeit in Bezug auf die Lage der Elektroden zueinander. Messungen mit einer optischen Zelle werden für die Beobachtung der Lithiierungsgeschwindigkeit und des Einflusses von einzelnen Materialparametern auf das Zellverhalten genutzt. Zudem konnten wichtige Erkenntnisse über die Wirkmechanismen, die zum Kapazitätsverlust während der Betriebszeit führen, erlangt und beschrieben werden. Die Ergebnisse der Arbeit ermöglichen eine bessere Vorhersage des zu erwartenden Verlaufs der Alterung der Batterien und damit verlässlichere Lebensdauererwartungsprognosen.