Über die Nutzungsdauer hinweg verringert sich die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen Zellen. Diese Degradation wird durch unterschiedliche Alterungsprozesse verursacht und kann in einem abrupten Einbrechen des sogenannten Gesundheitszustands einer Batteriezelle enden und eine gezielte Second-Life Nutzung erschweren. Das Ziel dieser Arbeit ist eine modellbasierte und experimentelle Untersuchung der Alterung einschließlich der Möglichkeit zur Beeinflussung des Alterungsverhaltens über die Ladestrategie und das Anodendesign. Im Modell kann sowohl durch die Ladestrategien als auch die Verwendung von Porositätsprofilen in der Anode mit höherer Porosität am Separator das Alterungsverhalten verbessert und das Einbrechen der Kapazität bei hoher Zyklenzahl deutlich abgeschwächt werden, wobei das Anodendesign im Vergleich einen größeren Effekt aufweist. Auch in Laborversuchen weisen Zellen mit einem zweistufigen Anodenaufbau in verschiedenen Zellformaten (Knopf- und Pouchzellen, Halb- und Vollzellen) eine bessere Zyklenstabilität gegenüber einem herkömmlichen Aufbau auf.
- 165 Seiten
- German
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Information
ISBN drucken
9783736976726
Auflage
1Inhaltsverzeichnis
- Abstract
- Zusammenfassung
- Kapitel 1 Einleitung
- 1.1 Motivation
- 1.2 Aufbau der Arbeit
- Kapitel 2 Grundlagen
- 2.1 Aufbau und Funktion von Li-Ionen Zellen
- 2.2 Kenngrößen einer Zelle
- 2.3 Degradation von Li-Ionen Zellen
- 2.4 Sudden-Death
- 2.5 Second-Life
- 2.6 Modellierung von Li-Ionen Zellen
- 2.7 Charakterisierungsmethoden
- Kapitel 3 Stand der Technik
- 3.1 Poröse Elektroden
- 3.2 Ladestrategie
- Kapitel 4 Simulation
- 4.1 Modellierung
- 4.2 Einordnung der Modells
- 4.3 Ansätze zur Verringerung
- 4.4 Ergebnisse
- 4.5 Fazit
- Kapitel 5 Zweischicht-Anoden
- 5.1 Elektroden- und Zellherstellung
- 5.2 Charakterisierung der Beschichtung
- 5.3 Charakterisierung in Coinzellen
- 5.4 Charakterisierung in Pouchzellen
- 5.5 Fazit
- Kapitel 6 Ausblick
- Formelzeichen und Abkürzungen
- Tabellenverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Literaturverzeichnis
- Veröffentlichungen
- Curriculum Vitae
- Danksagung