Description: Das Projekt "Cell-Fi: Beschleunigung der Elektrolytaufnahme durch optimierte Befüllungs- und Wettingprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik durchgeführt. Gesellschaftliche Relevanz: Vor dem Hintergrund der steigenden Relevanz von elektrischen Speichertechnologien für mobile und stationäre Anwendungen kommt der wirtschaftlichen Herstellung von geeigneten Batterien in hoher Stückzahl eine wesentliche Bedeutung zu. So spielt bei der Fertigung von Elektrofahrzeugen die Batteriezellherstellung sowohl aus Kosten- als auch aus Umweltsicht eine zentrale Rolle. Die Befüllung ist hierbei aufgrund der langen Lagerzeit ein hoher Kapitalbindungsfaktor. Die in Cell-Fi untersuchten Fertigungsprozesse stellen daher entscheidende Schritte in Richtung konkurrenzfähiger Energiespeicher dar. Insgesamt soll das Vorhaben dazu beitragen, die Rolle Deutschlands auf dem Forschungsgebiet der Batteriezellproduktion zu stärken und auch im internationalen Vergleich eine führende Rolle einzunehmen. Problemstellung: Die Befüllung einer Lithium-Ionen-Batterie (LIB) mit Elektrolytflüssigkeit und das anschließende Wetting stellen die Schnittstelle zwischen Zellmontage und Formierung dar. Trotz des hohen Potentials für Durchsatzerhöhung und Kostensenkung sowie eines wissenschaftlich unklaren Einflusses auf Qualitätsmerkmale der Lithium-Ionen-Batterie wurde der Untersuchung der Elektrolytbefüllung bisher kaum wissenschaftliche Aufmerksamkeit zuteil. Es sind zwar Best-Practice-Lösungen vorhanden, doch welche Vorgänge die Befüllung und das Wetting dominieren und wie diese beschleunigt werden können, ist bislang noch nicht systematisch erfasst worden. Die Benetzbarkeit als Materialeigenschaft der Einzelkomponenten, jedoch sind diese in der Regel entkoppelt vom Produktionssystem und den Verarbeitungsmechanismen betrachtet worden. Es sind Best-Practice-Lösungen vorhanden, doch welche Vorgänge die Befüllung und das Wetting dominieren und wie diese beschleunigt werden können, ist bislang noch nicht systematisch erfasst worden. Auch die Simulation des Befüllprozesses wurde, trotz zahlreicher Ansätze zur Simulation von Strömungen in porösen Strukturen in anderen Bereichen, bislang nicht thematisiert. Lösung durch den Verbund: Im Rahmen des Projektes Cell-Fi wird daher der Themenkomplex Befüllung und Wetting erstmals wissenschaftliche untersucht. Dafür werden die verarbeitungsrelevanten Eigenschaften der Grundkomponenten ermittelt. Betrachtet werden sowohl die Elektrolyt-, als auch die Elektroden- und Separatoreigenschaften. In diesem Zusammenhang werden auch die bei der Packagebildung relevanten mechanischen Separatoreigenschaften analysiert. Das Prozesswissen zur Befüllung und Wetting wird anschließend sowohl an Pouch-, Rund- als auch prismatischen Hardcasezellen erarbeitet, um die Einflüsse des Zelldesigns zu ermitteln. Durch die Untersuchung der verarbeitungsbedingten Veränderungen der Elektrolyteigenschaften, den Aufbau eines Referenzsystems insbesondere für Separatoren und deren Implementierung in Simulationsmodelle kann das erarbeitete Wissen auf andere Zellgeometrien und -bauweisen übertragen werden. (Text gekürzt)
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Braunschweig ? Lithium-Ionen-Akkumulator ? Elektrolyt ? Abscheider ? Batterie ? Verfahrensparameter ? Verfahrensoptimierung ? Batterieproduktion ? Elektrofahrzeug ? Energiespeicher ? Internationaler Vergleich ? Kostensenkung ? Produktionskosten ? Produktionstechnik ? Simulation ? Simulationsmodell ? Strömungsmodell ? Werkstoffkunde ? Werkzeugmaschine ? Bauelement ? Produktdesign ? Effizienzsteigerung ? Referenzwert ? Befüllung ? Elektrode ? Porosität ? Wechselwirkung ? Wetting ?
Region: Lower Saxony
Bounding box: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2016-08-01 - 2019-07-31
Webseite zum Förderprojekt
https://www.tib.eu/de/filter/?repno=03XP0069A (Webseite)Accessed 1 times.