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Räumlich selektive Quantifizierung interner physikalischer Zustände prismatischer Lithium-Ionen-Batteriezellen durch Integration filmbasierter Sensoren
Niklas Kisseler (Broschiert, Deutsch)
Optischer Zustand
Beschreibung
Lithium-Ionen-Batterien sind eine Schlüsseltechnologie der Dekarbonisierung. In der Elektromobilität bestimmen sie Reichweite, Ladezeit, Lebensdauer und Kosten moderner Fahrzeuge. Trotz erheblicher Fortschritte bleiben zentrale Zielkonflikte bestehen: Batterien sollen schneller laden, länger halten, sicherer betrieben werden und zugleich höhere Energiedichten erreichen. Zur Auflösung dieser… Zielkonflikte entlang der Produktentwicklung reicht die Betrachtung äußerer Kenngrößen allein nicht aus. Entscheidend ist ein präzises Verständnis der physikalischen Zustände im Inneren der Zelle. Bei großformatigen prismatischen Lithium-Ionen-Batteriezellen ist dieses Verständnis bislang nur eingeschränkt zugänglich. Temperatur- und Druckverteilungen entstehen lokal, verändern sich während Betrieb und Alterung und beeinflussen Leistung und Lebensdauer unmittelbar. Etablierte Messmethoden erfassen diese Zustände häufig nur punktuell, außerhalb der Zelle oder unter Beeinflussung der Systemintegrität. Damit fehlt ein Instrumentarium, um zellinterne Gradienten ortsaufgelöst, reproduzierbar und realitätsnah zu charakterisieren. Diese Arbeit setzt an dieser Forschungslücke an. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung und Validierung eines standardisierten Konzepts zur Integration filmbasierter Temperatur- und Drucksensorik in großformatige prismatische Batteriezellen. Ausgehend von industriellen Anforderungen und wissenschaftlichen Lösungsansätzen werden zentrale Herausforderungen der Sensorintegration analysiert. Darauf aufbauend entsteht ein Produktkonzept, das filmbasierte Sensormatrizen, eine adaptierte Deckelbaugruppe und montagegerechte Schnittstellen zu einem praxisnahen Instrumentierungsansatz verbindet. Die Ergebnisse zeigen, dass Temperatur- und Drucksensormatrizen zwischen Elektrodenstapeln integriert werden können, ohne die Leistungseigenschaften der Zelle messbar zu beeinträchtigen. Zugleich ermöglichen sie die ortsaufgelöste Erfassung zellinterner Gradienten in Alterungs- und Schnellladeversuchen bei hinreichender Beständigkeit in der Zellumgebung. Reduzierte Wechselwirkungen mit der Zellmontage erlauben zudem die Instrumentierung größerer Stichproben. Das Werk richtet sich an Forschende, Entwickler und Ingenieure in Batteriezellentwicklung, Zellproduktion und Elektromobilität. Es schafft ein Instrument, um interne Zellzustände besser zu verstehen, Entwicklungsprozesse datenbasiert abzusichern und die Industrialisierung leistungsfähiger Batteriezellen zu unterstützen. Dieses Produkt haben wir gerade leider nicht auf Lager.
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Der Umwelt zuliebe
Technische Daten
Erscheinungsdatum
11.08.2026
Sprache
Deutsch
EAN
9783985553556
Herausgeber
Apprimus Verlag
Serien- oder Bandtitel
Ergebnisse aus der Elektromobilproduktion
Sonderedition
Nein
Autor
Niklas Kisseler
Seitenanzahl
268
Auflage
1
Einbandart
Broschiert
Transparenz & Sicherheit
Hersteller: Apprimus Verlag, Steinbachstr. 25, Aachen, Deutschland, 52074, info@iif.rwth-aachen.de, IIF GmbH
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