Aufgabestellung

In Zukunft werden Stromspeicher zu immer wichtigeren Teilen der Energiesysteme, insbesondere für die kommende E-Mobilität und für die Verwendung im Alltag. Lithium-Ionen-Batterien (LIB) gelten aufgrund ihrer Eigenschaften wie hoher Energiedichte, hoher Leistungsdichte sowie langer Lebensdauer als Basis für die Elektrifizierung. Auf diesem Weg sind allerdings noch weitere Verbesserungen vor allem hinsichtlich der Prozessierung sowie der Produktionskosten möglich und notwendig. Die Effizienz der Elektrodenproduktion kann mittels eines intelligenten Herstellungsprozesses durch Minimierung von Ausschuss und Optimierung der Elektrodenqualität während der Beschichtung mit dem Schlitzgussverfahren gesenkt werden.

In einer studentischen Arbeit soll die Ausbildung des Nassfilmhöhenprofils sowie das Benetzungsverhalten des Fluids beim Schlitzgussprozess in Abhängigkeit der Beschichtungsparameter und der Fluideigenschaften theoretisch untersucht und eine Validierung anhand von Messdaten u.a. von Batterielektrodenpasten durchgeführt werden. Dazu soll ein Modell weiterentwickelt werden, das das Geschwindigkeitsprofil am Austritt einer Schlitzdüse und dessen Einfluss auf die Entwicklung der Randbereiche einer Beschichtung beschreibt. Insbesondere soll der Fokus auf der Abbildung des Benetzungsverhaltens des Fluids sowie der Weiterentwicklung bzw. Erweiterung des Rechengitters liegen. Dazu sollen geeignete Methoden und Werkzeuge genutzt werden, so dass der Einfluss des Rechengitters auf die Simulation minimiert bzw. beseitigt wird. Darüber hinaus soll das weiterentwickelte Modell gezielt mit experimentellen Daten für Modellstoffsysteme validiert sowie dessen Anwendungsbereich definiert werden.