BA – Konzeption, Design und Aufbau einer Verspannvorrichtung zur Charakterisierung von Pouch-Batteriezellen

Im Pariser Abkommen von 2015 vereinbarten 195 Länder ihre Treibhausgasemissionen zu senken, um die globale Erwärmung auf „deutlich unter“ zwei Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit zu begrenzen und Anstrengungen für eine Begrenzung auf 1,5 Grad Celsius zu unternehmen. Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen nennt dabei in ihrem Emission Gap Report 2022 unter anderen den Ausbau von Wind und Solarenergie sowie die Elektrifizierung des Transportbereichs als unabdingbar zur Erreichung der Ziele.
Für eine effiziente Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist eine sichere Energiespeicherung eine unabdingbare Voraussetzung, z. B. durch die Lithium-Ionen-Batterie (LIB)-Technologie.
Eine mögliche Bauform von Batteriezellen ist die sogenannte Pouch-Zelle, die aufgrund ihres fehlenden Außengehäuses während des Betriebes mechanisch verspannt werden muss. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine modulare Verspannvorrichtung zur Charakterisierung der wichtigsten Zellparameter von Pouch-Batteriezellen konzipiert, designt und aufgebaut werden, um beispielsweise die Zellausdehnung bei konstanter Vorspannkraft über den Ladezustand und die Zellalterung messen. Zunächst sollen dabei alle relevanten Zell- und Betriebsparameter für Pouch-Zellen identifiziert werden. Anschließend soll die Verspannvorrichtung entsprechend konzipiert und entwickelt werden, um auch für verschieden große Zellformate und Verspannkräfte einsetzbar zu sein. Das Messen aller relevanten Zell- und Betriebsparameter während des Betriebs ermöglicht somit eine detaillierte Charakterisierung der Pouch-Zelle über die gesamte Lebensdauer.

Bearbeiter: Maximilian Moser

Betreuer: Johannes Wachtler, Martin Wenger

Für Studienfächer: EEI; Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März