Analysis of predominant processes in electrochemical impedance spectra and investigation of aging processes of lithium-ion batteries with layered oxide cathodes and graphitic anodes

• Analyse von dominanten Prozessen in elektrochemischen Impedanzspektren und Untersuchung von Alterungsprozessen von Lithium-Ionen-Batterien mit geschichtet-oxidischen Kathoden und graphitischen Anoden

Shafiei Sabet, Pouyan; Sauer, Dirk Uwe (Thesis advisor); Ivers-Tiffée, Ellen (Thesis advisor)

Aachen : ISEA (2019, 2020)
Buch, Doktorarbeit

In: Aachener Beiträge des ISEA 138
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource (ix, 136 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019

Kurzfassung

Speichertechnologien wie z.B. Batterien sind ein entscheidendes Element, um die aktuelle Energiekrise zu bewältigen, erneuerbare Energien in relevanten Skalengrößen zu ermöglichen und Strategien für eine nachhaltige Zukunft zu entwickeln. In der vorliegenden Arbeit werden Zell- und Alterungsprozesse von modernen Lithium-Ionen-Batterien untersucht und diskutiert. Der Fokus liegt auf einer Untersuchung mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS). Im ersten und zweiten Teil werden dominante Prozesse in den Impedanzspektren zweier verschiedener Lithium-Ionen-Batterien (geschichtet-oxidische Kathoden vs. graphitische Anoden) untersucht. Die Impedanzspektren der beiden Zellen unterscheiden sich deutlich voneinander. Dennoch können die dominanten Prozesse ihren entsprechenden Elektroden zugeordnet werden. Im dritten und vierten Teil werden Alterungsprozesse von Anode/Kathode infolge kalendarischer und zyklischer Alterung diskutiert. Dabei werden Erkenntnisse aus den vorherigen Kapiteln berücksichtigt. Zudem werden Ergebnisse einer vorausgegangenen Dissertation berücksichtigt, um zugrundeliegende Alterungsprozesse genauer untersuchen zu können.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik [618310]
• Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe [614500]