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Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Presse und Kommunikation

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Bundesministerium für Bildung und Forschung

Referat 525: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt Referat 525: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für ­Forschung, Technologie und Raumfahrt

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Herr Dr. Carlos Ziebert

Ziel dieses Projektes ist es, die Zersetzung des Batterieelektrolyten im Laufe der Batterienutzung und die Auswirkungen auf die Alterung zu verstehen. Für die Material- und Zell-Untersuchungen wird der Flüssig- Elektrolyt (LiPF6-EC:DMC) kombiniert mit den Elektrodenmaterialien NMC622 und Graphit sowie den Additiven VC (Vinylene Carbonate) und FEC (Fluoroethylene carbonate).

Für die Analyse und Vorhersage des Alterungsverhaltens werden anwendungsorientierte Modellierungen auf Material-, Zell- und Batterieebene vorgenommen. Hierzu werden Elektrolyt-Alterungsmodelle und thermodynamische Modelle entwickelt und kombiniert. Es werden insbesondere die chemischen Veränderungen der Elektrolyten berücksichtigt und die Reaktionspfade in den Modellen implementiert. Für den Modellaufbau und die Validierung werden Ergebnisse aus experimentell-analytischen Untersuchungen der eigenen Arbeiten und der Literatur herangezogen. Es werden Pouch-Zellen hergestellt, formiert und durch elektrochemisches Zyklieren bei unterschiedlichen Temperaturen gezielt gealtert. Die hierbei ablaufenden Änderungen der chemischen Elektrolyt- und SEI-Zusammensetzungen werden systematisch untersucht. Hierzu werden Verfahren wie die Raman-Spektroskopie, Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS), Ionenchromatographie-Massenspektrometrie (IC-MS) oder Glimmentladungsspektroskopie verwendet. Die freiwerdenden Gasphasen werden durch GC-MS analysiert. Kalorimetrische Verfahren (Accelerating Rate Calorimetry (ARC), Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC), Tian-Calvet-Kalorimetrie) werden eingesetzt, um die bei den Material- und Zellreaktionen auftretenden Wärmeeffekte und den gleichzeitigen Gasdruckaufbau quantitativ zu ermitteln. Durch die Kombination von Modellierungen mit physikalisch-chemischen Analysen können die Reaktionsmechanismen effizient aufgeklärt werden.

Quelle: https://www.battnutzung-cluster.de/de/projekte/batgasmod/ (jüngster Zugriff: 29.06.2023)

Batteriegasungs-Modellierung

Herr Prof. Dr. Hans Jürgen Seifert

Prof. Dr.

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Angewandte Werkstoffphysik

Karlsruher Institut für Technologie

Gesamtkommunikation

Karlsruher Institut für Technologie Institut für Angewandte Materialien Angewandte Werkstoffphysik

Institut für Angewandte Materialien

Die Arbeiten am KIT konzentrieren sich auf zwei Bereiche. Zum einen werden umfangreiche kalorimetrische Batteriemessungen an den Aktivmaterialien und den Elektrolyten sowie an den Zellen für eine konsistente Modellierung durchgeführt, um die Veränderungen besser zu verstehen und die Zersetzungsmechanismen des Elektrolyten und den gleichzeitigen Gasdruckaufbau während der Zellnutzung aufzudecken. Zum anderen werden die Ergebnisse der kalorimetrischen Messungen in eine thermodynamische Modellierung der Elektrolytkomponenten, der Additive und der Elektrodenmaterialien mit Hilfe der CALPHAD-Methode (CALculation of PHAse Diagrams) einfließen, mit der Phasendiagramme und thermodynamische Funktionen berechnet werden, die in das Gesamtmodell einfließen.

Quelle: https://www.innovationnewsnetwork.com/a-first-year-for-the-batteries-calorimetry-and-safety-group/8486/ (jüngster Zugriff: 23.08.2023)

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Großforschungsaufgaben, Campus Nord

Karlsruher Institut für Technologie Großforschungsaufgaben, Campus Nord

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Arbeitseinheit NMT: Neue Materialien und Chemie

Projektträger Jülich Arbeitseinheit NMT: Neue Materialien und Chemie

Projektträger Jülich

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[verbundprojekt]

[Verbundprojekt]

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Arbeitsgruppe Alterungsprozesse und Lebensdauerprognose von Batterien

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe Arbeitsgruppe Alterungsprozesse und Lebensdauerprognose von Batterien

Laufzeit	01.10.2020 - 31.03.2024
Ausführende Stelle	RWTH Aachen • ISEA • ALB
Standort	Aachen
Fördersumme	393.403,00 €
Projektvolumen	393.403,00 €
Fördergeber	BMFTR

Projekt

BatgasMod

Batteriegasungs-Modellierung

Projektbetreuung als

Arbeitsgruppe Alterungsprozesse und Lebensdauerprognose von Batterien

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Förderung

Arbeitseinheit NMT: Neue Materialien und Chemie

Dieses Projekt ist Teil des Verbundprojekts

BatgasMod

Weitere Teilprojekte des Verbundvorhabens

Teilprojekt 1

Laufzeit:

Förderkennzeichen:

Angewandte Werkstoffphysik

Teilprojekt 3

Laufzeit:

Förderkennzeichen:

MEET - Münster Electrochemical Energy Technology

Dieses Projekt ist Teil der Förderinitiative

BattNutzung (Cluster)

Teilprojektleitung

Arbeitsgruppe Alterungsprozesse und Lebensdauerprognose von Batterien

Teilprojektleiter*in

Pressekontakt

Verbundprojektkoordination

Angewandte Werkstoffphysik

Verbundprojektkoordinator*in

alternativer Kontakt

Pressekontakt

Links

Abschlussberichte und sonstige Veröffentlichungen in der TIB –Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften und Universitätsbibliothek