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 Zellstapel im Vakuumofen getrocknet werden.

Aufgaben / geplante Arbeiten:

Frau Potthoff soll in ihrer Masterarbeit Untersuchungen zur Sorption an den porösen Schichten der LiB Elektroden durchführen. Ein besonderer Fokus soll hierbei auf dem, für die Prozessierung besonders wichtigen Bereich zwischen Sorptions- und Desorptionsisotherme liegen. Mit Hilfe einer fundierten Literaturrecherche soll Frau Potthoff zunächst den aktuellen Stand des Wissens ermitteln, um bereits vorhandene Erkenntnisse in die Versuchsplanung einfließen zu lassen. Im experimentellen Teil der Arbeit soll zunächst eine geeignete Sorptionsanlage in Betrieb genommen werden. Neben der Messung der Scanning-Sorptionsisothermen für LiB Elektroden gilt es zudem geeignete Berechnungsgleichungen zu erarbeiten, sodass diese in eine Simulationsumgebung implementiert werden können. Für die feuchteempfindliche Kathode der LiB soll Frau Potthoff die Bereiche höherer Luftfeuchten betrachten und somit den zugrundeliegenden Mechanismus der Sorption untersuchen. Hierfür ist der Aufbau einer Messtechnik geplant, die es ermöglicht, Sorptionsgleichgewichte simultan für mehrere Luftfeuchten zu bestimmen.