Ihre derzeit überlegenen Eigenschaften in Verbindung mit der besonderen Flexibilität für eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten sorgen dafür, dass Li-Ionen-Batterien den Strom für Millionen Menschen in mobilen Kleingeräten, als stationäre Speicher und in zunehmendem Maße als Antriebsquelle von Automobilen speichern. Schon vor über zwanzig Jahren wurde festgestellt, dass diese Eigenschaften einer Li-Ionen-Batterie durch die Konditionierung von Teilen der Prozessumgebung im Herstellungsprozess und durch den Restlösemittelgehalt der Elektroden der Batterie beeinflusst werden. Demzufolge ist die Luftfeuchte in Teilen der Prozesskette streng kontrolliert und der Reduzierung von Spurenfeuchte ist ein eigener Prozessschritt gewidmet - die Nachtrocknung - was sich in den Herstellungskosten von Li-Ionen-Batterien niederschlägt. Eine kostengünstigere Herstellung der Batterien ohne Minderung ihrer Eigenschaften kann erreicht werden, sofern ein tiefgreifendes Prozessverständnis der Reduzierung von Restlösemittel und der Wechselwirkung mit feuchter Luft vorliegt.
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Untersuchung grundlegender Zusammenhänge im Nachtrocknungsprozess von Elektroden und Separatoren für Li-Ionen-Batterien. Typische Elektroden und ihre Materialien werden auf ihre Feuchteaufnahme und -abgabe hin untersucht. Dabei kommen unterschiedliche experimentelle Methoden zum Einsatz, deren Messdaten mit Modellen beschrieben werden. Ergebnisse der Untersuchungen können herangezogen werden, eine Prozessmodellierung des Nachtrocknungsprozesses und der Feuchteaufnahme in der Produktionsumgebung zu modellieren und dadurch Stellschrauben für Kosteneinsparungen aufzuzeigen.
Aktualisiert: 2021-12-30
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Um intermetallische Anoden in LIB einsetzen zu können und bestehende Kathoden zu optimieren, ist ein detailliertes Verständnis der thermodyn. Eigenschaften der Materialsysteme notwendig. In dieser Arbeit werden experimentelle Methoden (Coulometrische Titration, (Batterie-)Kalorimetrie) verbessert und zur Analyse genutzt. Untersucht werden das Li-Sn-System sowie die Kathodensysteme NMC und LCO. Mit den gewonnenen Daten können thermische und elektrochemische Eigenschaften der LIB berechnet werden. For the application of intermetallic anodes in LIB and the optimization of existing cathodes, a detailed understanding of the thermodynamic properties of the material systems is necessary. In this work, experimental methods (coulometric titration, (battery-)calorimetry) are improved and used for analyses. The Li-Sn system and the cathode systems NMC and LCO are investigated. With the obtained data, thermal and electrochemical properties of LIB can be calculated.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Während in der Vergangenheit die Startfähigkeit des Fahrzeugs häufig im Vordergrund stand, rückt nun verstärkt die Optimierung des Energiemanagements unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und Bordnetz-Stabilität in den Vordergrund. Die Implementierung von intelligenten Generator-Regelstrategien hat schon in viele Fahrzeuge Einzug gefunden, die funktionale Erweiterung auf den Stop-Start-Betrieb läuft gerade an. Hinzu kommt die Einführung neuer Technologien und Aktuatoren, welche zusätzliche Anforderungen an die Energie- und Leistungsversorgung sowie die Verkabelung stellen.
Aktualisiert: 2022-06-22
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