Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig

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Technische Universität Braunschweig

Stabsstelle Presse und Kommunikation

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Bundesministerium für Bildung und Forschung

Referat 523: Werkstoffinnovationen, Batterie; Hereon, KIT

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Referat T15: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt Referat T15: Batterieforschung; KIT

Bundesministerium für­ Forschung, Technologie und Raumfahrt

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MultiEx behandelt die simulationsgestützte Optimierung des Extrusionsprozesses für Lithium-Ionen-Batteriekathodensuspensionen. Dafür werden Experimente und mehrskalige simulative Untersuchungen durchgeführt, um den Prozess hinsichtlich Suspensionsqualität, verbesserter Schneckenkonfigurationen und höherer Durchsätze zu optimieren.

Experimentelle Untersuchungen in Vorgängerprojekten haben gezeigt, dass die Verteilung des Leitfähigkeitsadditivs innerhalb der Elektrodenstruktur die Leistungsfähigkeit der gefertigten Batteriezelle entscheidend beeinflusst. Dies kann einen wertvollen Beitrag dazu liefern, die Leitrußstruktur in Bezug auf eine gesteigerte Energie- und Leistungsdichte zu optimieren.
Hierfür wird im Projekt unter anderem eine Prozessroute mit trockener Vorstrukturierung der Leitruße mit Aktivmaterialien untersucht. Umfangreiche simulative Studien unter Zuhilfenahme der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) bieten dabei eine flexible und kostengünstige Möglichkeit, den Trockenmischprozess und den Einfluss der relevanten Prozessparameter zu untersuchen. Die Ergebnisse des Trockenmischvorgangs bilden die Ausgangssituation für die anschließende kontinuierliche Nassdispergierung in einem Extruder.

Um ein tiefgreifendes Verständnis des Dispergierprozesses zu erlangen, werden mikro- (DEM) und makroskalige (CFD) Simulationen durchgeführt. Aus den Ergebnissen der Simulationen auf der Mikroskala sind anschließend Kinetikvorschriften abzuleiten, welche die dynamischen Vorgänge des Leitrußaufschlusses in Abhängigkeit der während des Mischvorgangs wirkender Kräfte mathematisch beschreiben.

Zeitgleich untersuchen makroskopische Simulationen mittels CFD die innerhalb der Extrudergeometrie herrschende Strömungsbedingungen. Schließlich erfolgt die Kopplung beider Skalen mittels Populationsbilanzen. Dies liefert wichtige Informationen über die Beanspruchung des Leitrußes in der Suspension und schließlich über die Partikelgröße, die mit gegebenen Prozessparametern erreicht werden kann.

Quelle: https://www.prozell-cluster.de/projekte/multiex/ (jüngster Zugriff: 07.05.2020)

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Entwicklung einer Methodik zur Auslegung und Skalierung kontinuierlicher Dispergierprozesse in der Lithium-Ionen-Batterieproduktion mittels simulativer und experimenteller Untersuchungen

Herr Prof. Dr. Hermann Nirschl

Prof. Dr.

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Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Maschinen

Karlsruher Institut für Technologie

Gesamtkommunikation

Karlsruher Institut für Technologie Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Maschinen

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik

Universitätsaufgaben, Campus Süd

Karlsruher Institut für Technologie Universitätsaufgaben, Campus Süd

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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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Battery LabFactory Braunschweig

Technische Universität Braunschweig Braunschweiger LabFactories for Batteries and more Battery LabFactory Braunschweig

Duration	01/10/2019 - 31/12/2022
Executing unit	TU Braunschweig • BLB+ • BLB
City	Braunschweig
Amount of funding	522.379,00 €
Total budget	522.379,00 €
Sponsor	BMFTR

Project

MultiEx

Entwicklung einer Methodik zur Auslegung und Skalierung kontinuierlicher Dispergierprozesse in der Lithium-Ionen-Batterieproduktion mittels simulativer und experimenteller Untersuchungen

Project management as

Battery LabFactory Braunschweig

Technische Universität Braunschweig

Funding

This project is part of the joint project

MultiEx

Other sub-projects of the joint project

Sub-project 1

Duration:

Funding code:

Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Maschinen

This project is part of the funding initiative

Sub-project lead

Institut für Partikeltechnik

Sub-project manager

Press contact

Joint-project management

Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Maschinen

Joint-project coordinator

Press contact

Links

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