Aufgabenstellung

Hintergrund:

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. Die Prozessierung beeinflusst diese Eigenschaften maßgeblich. So verlängert sich die Lebensdauer einer Batterie, wenn im Nachtrocknungsprozess die Restfeuchte ausreichend reduziert wird. Bislang existiert dieser Prozessschritt in unterschiedlichen Ausführungen. Elektroden können entweder in einem Rolle-zu-Rolle Prozess, als ganze Wickel in einem Vakuumofen oder als Zellenstapel im Vakuumofen getrocknet werden.

Aufgaben / geplante Arbeiten:

Herr Dörr soll in seiner Bachelorarbeit Teilaspekte eines Simulationsprogramms zum Stofftransport und zur Sorption in porösen Schichten für den Anwendungsfall der Nachtrocknung von LIB Elektroden validieren. In Vorarbeiten wurden in diesem Kontext Simulationstools der Nachtrocknungsverfahren in Matlab erstellt, welche als Basis für diese Arbeit dienen. Mit Hilfe einer fundierten Literaturrecherche soll Herr Dörr zunächst den aktuellen Stand des Wissens zusammenfassen, um bereits vorhandene Erkenntnisse zur Weiterentwicklung des Programms zu nutzen. Im Anschluss sollen Sorptionsversuche bei verschiedenen System­drücken durchgeführt werden. Hierfür ist zunächst die Entwicklung und Durchführung einer geeigneten Probenpräparation notwendig, sodass die Proben den Drucksprüngen standhalten. Diese Proben soll Herr Dörr in einer Magnetschwebewaage mit Wasser als sorbierende Komponente vermessen. Zum besseren Prozessverständnis sollen die experimentellen Ergebnisse mit den Berechnungen des Simulationstools verglichen und somit das Simulationstool validiert werden.