gefördert durch das Bundeministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Smartphones, Akkuschrauber und Laptops sollen leicht, klein und handlich sein. Gleichzeitig sollen sie eine lange Akkulaufzeit aufweisen, bevor sie zurück an die Steckdose müssen. Dies führt zwangsläufig zu einem Konflikt zwischen dem vorhandenen Bauraum für den Akku und dem Bedarf an großen, leistungsfähigen Energiespeichern, für die man heute fast ausschließlich Lithium-Ionen-Akkus verwendet. Dieser Konflikt zwischen begrenztem Bauraum und großem Energiebedarf beschränkt sich nicht auf Akkus in mobilen Endgeräten, sondern erstreckt sich auch auf Elektroautos, die ihre Energie ebenfalls in hunderten bis tausenden Lithium-Ionen-Zellen speichern. Es liegt nahe, diese Zellen so kompakt wie möglich zu bauen, um Bauraum einzusparen. Die resultierende mechanische Belastung der Zellen kann jedoch zu einer vorzeitigen Alterung der Zellen führen oder gar zu einem Sicherheitsrisiko werden.
In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt „Entwicklung physikalischer Modelle von Lithium-Ionen-Batterien zur Simulation der Auswirkungen mechanischer Belastung und Ausdehnung“ arbeitet die TU Ilmenau mit der TH Ingolstadt und dem Unternehmen CADFEM GmbH zusammen, um das Verhalten von Lithium-Ionen-Zellen unter mechanischer Belastung besser zu verstehen und vorhersagen zu können. Dabei werden experimentelle Daten und elektrochemische numerische Modellierung kombiniert. Nur bei genauer Kenntnis von elektrochemischen und mechanischen Parametern der Zelle sowie einem leistungsfähigen Zellmodell ist man in der Lage, verlässliche Vorhersagen zu treffen und somit Lithium-Ionen-Batterien in Zukunft weiter optimieren zu können.
Kontakt:
TU Ilmenau
Fachgebiet Elektrochemie und Galvanotechnik
Prof. Andreas Bund
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