Innovative Batterieteststrategien für die Energiewende (I-BasE)

Laufzeit: 01.01.2022-31.12.2026

Kernthemen:

Entwicklung der Floaterhardware
Erforschung der Floatstromanalyse an Batteriezellen
Entwicklung von idealen Messroutinen
Automatisierung für eine beschleunigte Anwendung
Modellierung der Alterung

Kurzbeschreibung:

Die Nachwuchsforschungsgruppe I-BasE hat es sich zum Ziel gesetzt, neue industrierelevante Teststrategien für Lithium-Ionen-Zellen in einem interdisziplin?ren und internationalen Team zu entwickeln, die reversible Kapazit?tseffekte und Zusatzeffekte durch die Beschleunigung der Alterungstests berücksichtigen.

Hierfür werden quasi-statische Selbstentladestr?me - genannt Floatstr?me – untersucht, die eine starke Korrelation zum Kapazit?tsverlust der Zellen zeigen. Besonders attraktiv ist die schnelle und direkte Messung der Alterung, die u.a. zu einer schnellen Charakterisierung führen. Durch die Integration der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) k?nnen noch zus?tzlich rauscharm die Widerst?nde gemessen werden.

Dadurch werden einmal die Vorhersagequalit?t erh?ht und gleichzeitig die Testzeiten für die heimischen Unternehmen verkürzt. Durch die günstige, umfassende und schnelle Charakterisierung der Zellen k?nnen diese passgenauer ausgew?hlt werden, um damit Kosten zu sparen und Innovationszyklen zu beschleunigen.

Das Projekt hat ein Volumen von insgesamt 2,2 Mio. Euro und umfasst 4-5 wissenschaftliche Mitarbeiter über 5 Jahre.

Relevante Literatur:

M. Azzam, C. Endisch, M. Lewerenz, Evaluating the Aging-Induced Voltage Slippery as Cause for Float Currents of Lithium-ion Cells, Batteries 10(1) (2024) 3. https://doi.org/10.3390/batteries10010003.
M. Azzam, M. Ehrensberger, R. Scheuer, C. Endisch, M. Lewerenz, Long-Term Self-Discharge Measurements and Modelling for Various Cell Types and Cell Potentials, Energies 16(9) (2023) 3889. https://doi.org/10.3390/en16093889.
M. Theiler, C. Endisch and M. Lewerenz, Float Current Analysis for Fast Calendar Aging Assessment of 18650 Li(NiCoAl)O2/Graphite Cells, Batteries 7 (2021) 22. https://doi.org/10.3390/batteries7020022.
M. Lewerenz, J. Münnix, J. Schmalstieg, S. K?bitz, M. Knips, A. Warnecke, D.U. Sauer, New method evaluating currents keeping the voltage constant for fast and high resolved measurement of Arrhenius relation and capacity fade, J. Power Sources 353 (2017) 144–151. https://doi:10.1016/j.jpowsour.2017.03.136.

M. Lewerenz, P. Dechent, D.U. Sauer, Investigation of capacity recovery during rest period at different states-of-charge after cycle life test for prismatic Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2-graphite cells, Journal of Energy Storage 21 (2019) 680–690. https://doi.org/10.1016/j.est.2019.01.004.
M. Lewerenz, D.U. Sauer, Evaluation of cyclic aging tests of prismatic automotive LiNiMnCoO2-Graphite cells considering influence of homogeneity and anode overhang, Journal of Energy Storage 18 (2018) 421–434. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.06.003.
M. Lewerenz, G. Fuchs, L. Becker, D.U. Sauer, Irreversible calendar aging and quantification of the reversible capacity loss caused by anode overhang, Journal of Energy Storage 18 (2018) 149–159. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.04.029.
M. Lewerenz, A. Marongiu, A. Warnecke, D.U. Sauer, Differential voltage analysis as a tool for analyzing inhomogeneous aging: a case study for LiFePO4|Graphite cylindrical cells, J. Power Sources 368 (2017) 57–67. https://doi:10.1016/j.jpowsour.2017.09.059.
M. Lewerenz, A. Warnecke, D.U. Sauer, Introduction of capacity difference analysis (CDA) for analyzing lateral lithium-ion flow to determine the state of covering layer evolution, J. Power Sources 354 (2017) 157–166. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.04.043.

M. Lewerenz, J. Münnix, J. Schmalstieg, S. K?bitz, M. Knips, D.U. Sauer, Systematic aging of commercial LiFePO4jGraphite cylindrical cells including a theory explaining rise of capacity during aging, J. Power Sources 345 (2017) 254–263. https://doi:10.1016/j.jpowsour.2017.01.133.
M. Lewerenz, G. Fuchs, L. Becker, D.U. Sauer, Irreversible calendar aging and quantification of the reversible capacity loss caused by anode overhang, Journal of Energy Storage 18 (2018) 149–159. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.04.029.
M. Lewerenz, P. Dechent, D.U. Sauer, Investigation of capacity recovery during rest period at different states-of-charge after cycle life test for prismatic Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2-graphite cells, Journal of Energy Storage 21 (2019) 680–690. https://doi.org/10.1016/j.est.2019.01.004.

Ansprechpartner

Technologiefeldleiter am Institut für Innovative Mobilit?t (IIMo)
Dr. Meinert Lewerenz
Tel.: +49 841 9348-6507
Raum: S421
E-Mail: Meinert.Lewerenz@thi.de