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:

Frau Streller soll in ihrer Bachelorarbeit Untersuchungen zum Stofftransport und zur Sorption in porösen Schichten für den Anwendungsfall der Nachtrocknung von LIB Elektroden durchführen. Als Modellstoffsysteme sollen hier ein eher adsorbierendes Stoffsystem mit einem vorwiegend absorbieren Stoffsystem verglichen werden. Mit Hilfe einer fundierten Literaturrecherche soll Frau Streller zunächst den aktuellen Stand des Wissens und früherer Arbeiten am Institut zusammenfassen, um bereits vorhandene Erkenntnisse in die Versuchsplanung einfließen zu lassen. Zunächst ist die Weiterentwicklung und Durchführung einer Probenpräparation notwendig, die es ermöglicht die Geometrie eines Elektrodenwickels nachzubilden. Hierbei ist maßgeblich, dass die Proben definierte, möglichst große Diffusionswege durch das adsorbierende bzw. absorbierende porösen Medien aufweisen und das Lösemittel ausschließlich an der Elektrode sorbiert. Diese Proben soll Frau Streller anschließend in einer Sorptionsapparatur mit Magnetschwebewaage mit Wasser als Lösemittel beladen und unter Variation von Systemparametern bei unterschiedlichem Unterduck und Vakuum trocknen.