Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind wegen der kontinuierlichen Steigerung von Energie- und Leistungsdichte sowie sinkenden Herstellungskosten zu einem Schlüsselelement zur Dekarbonisierung des Verkehrs geworden. Wichtige Fragestellungen zur Alterung der Batteriezellen sind Stand der Forschung und werden mit verschiedensten Methoden untersucht. Diese sollen aufzeigen, warum die Zellen altern und weiter wie die Degradation im Betrieb minimiert werden kann.
Ziel dieser Arbeit ist die Identifizierung von Alterungsprozessen innerhalb einer LIB anhand von Messdaten im Zeit und Frequenzbereich. Zuvor wurden an einer Hochenergiezelle (Kathode NMC811, Anode: SiC) Alterungsversuche mit Diagnostikzyklen bestehend aus Leerlaufspannungsmessung und galvanostatischer elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) durchgeführt. Mit Hilfe von Halbzellenmodellen sollen nun die Alterungseffekte der Anode und Kathode zugeordnet werden. Dazu sollen im Zeitbereich die Methoden Differential Voltage Analysis (DVA) sowie Incremental Capacity Analysis (ICA) und im Frequenzbereich Distribution of Relaxation Times (DRT) verwendet werden. Die Ergebnisse geben Aufschluss über dominante Alterungseffekte an Anode und Kathode auf Basis einer zerstörungsfreien Messung.
Die Aufgaben bestehen grösstenteils aus Datenauswertung, Modellierung, Simulationen und können daher Corona-konform umgesetzt werden. Kenntnisse in MATLAB®, Python oder R sind vorteilhaft aber nicht eine Voraussetzung. Die Arbeit kann in Deutsch oder Englisch geschrieben werden.
Identifizierung von Alterungsprozessen in Hochenergie Lithium-Ionen-Batterien
Diese Arbeit ist geeignet für Studenten des Studiengangs:
☒ Elektrotechnik, Informationstechnik und Technische Informatik
☒ Wirtschaftsingenieurwesen (Fachrichtung: Elektrische Energietechnik) Frühestmöglicher Startzeitpunkt:
15.08.2021
Betreuer: Daniel Luder 0241 80-49387
daniel.luder@isea.rwth-aachen.de Durchführung der Arbeit:
☒ Masterarbeit
☒ Bachelorarbeit
☐ Projektarbeit
