Automatisierte Batteriezellcharakterisierung vor, nach und durch Alterungstests zur Überwachung langfristiger Auswirkungen von Produktionsänderungen

In diesem Projekt soll am Center for Ageing, Reliability and Lifetime Prediction of Electrochemical and Power Electronic Systems (CARL) an der RWTH Aachen ein hochautomatisierter Prüfstand zur umfassenden Zellcharakterisierung vor und nach Alterungstests von Batteriezellen aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Dieser wird mit einem automatisiert-gesteuerten Zyklisierungsprüfstand kombiniert, welcher eine individuelle Belastung und Vermessung der Zellen während der Alterungstests bei definierten Temperaturen ermöglicht.

Ziel ist die regelmäßige, vergleichbare und detaillierte Charakterisierung von Batteriezellen. Damit können die Auswirkungen von Material- und Prozessänderungen in der Zellfertigung untersucht, quantifiziert und rückgekoppelt werden. Zu diesem Zweck sollen in einem standardisierten und automatisierten Messverfahren neben den klassischen Parametern wie Gewicht, Spannung und 1 kHz Widerstand auch Daten aus weiteren Messungen erfasst werden. Dies sind aus den elektrischen Messungen neben der Zellkapazität auch vollständige Messungen der elektrochemischen Impedanz (EIS) und zusätzlich während des Messzyklus optisch erfasste Wärme- und Ausdehnungsinformationen.

Der Arbeitsplan ist insgesamt in vier Arbeitspakete unterteilt:

1. Das erste Arbeitspaket beschäftigt sich mit der Beschaffung, Inbetriebnahme und Testläufen der Einzelkomponenten.

2. Im zweiten Arbeitspaket “Verknüpfung der Komponenten zu einem automatisierten Prüfsystem” wird schrittweise in einem Bottom-Up Prinzip der Prüfstand aufgebaut.

3. Das Arbeitspaket 3 “Anbindung des Prüfsystems an die Schnittstellen des CARL und der FFB sowie weiterer Partner” hat maßgeblich die digitale Schnittstelle zum Datenaustausch im Fokus.

4. Im vierten Arbeitspaket wird der gesamte Prüfstand in Betrieb genommen und validiert.

Quelle: https://www.ffb.fraunhofer.de/de/ueber-uns/Beispielprojekte/oeffentlich-gefoerderte-forschungsprojekte/bmbf_autobot.html (jüngster Zugriff: 21.08.2025)