Messmethoden zur Druckcharakterisierung und Alterungsuntersuchung eingespannter LiFePO4-Zellen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Göttingen
Cuvillier Verlag
2021
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Elektrische Energiespeichersysteme
Band 5 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Im Titel ist "4" tiefgestellt |
| Beschreibung: | iv, 178 Seiten Illustrationen, Diagramme |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
1
ZUSAMMENFASSUNG
3
1
EINLEITUNG
5
1.1
MOTIVATION
..................................................................................................
5
1.2
AUFBAU
DER
ARBEIT
...................................................................................
7
2
GRUNDLAGEN
9
2.1
FUNKTIONSWEISE
EINER
LITHIUM-IONEN-ZELLE
..............................................
9
2.2
THERMODYNAMIK
DER
LITHIUM-IONEN-ZELLE
..............................................
11
2.3
ZELLKINETIK
...................................................................................................
13
2.3.1
KONTAKTUEBERSPANNUNG
.
..............................................................
14
2.3.2
OHM
SCHE
UEBERSPANNUNG
..............................................................
14
2.3.3
DURCHTRITTSUEBERSPANNUNG
..............................................................
14
2.3.4
DIFFUSIONSUEBERSPANNUNG
..............................................................
15
2.3.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
..............................................................
16
2.4
REAKTIONSMECHANISMEN
UND
VOLUMENAENDERUNG
DER
AKTIVMATERIALIEN
.
16
2.4.1
GRAPHIT-ANODE
.............................................................................
17
2.4.2
LITHIUMEISENPHOSPHAT-KATHODE
.................................................
19
2.5
ZELLALTERUNG
...................................................................................................
20
2.5.1
ANODE
................................................................................................
20
2.5.2
KATHODE
.............................................................................................
21
2.5.3
MECHANISCHER
DRUCK
........................................................................
22
2.6
BATTERIESPEZIFISCHE
KENNGROESSEN
.................................................................
23
3
BESTIMMUNG
CHARAKTERISTISCHER
ZELLKENNGROESSEN
26
3.1
SPANNUNGS
UND
DRUCKKENNLINIEN
..............................................................
27
II
INHALTSVERZEICHNIS
3.2
DIFFERENTIELLE
ANALYSEN
VON
SPANNUNGS
UND
DRUCKKENNLINIEN
..............
29
3.3
IMPEDANZANALYSE
..........................................................................................
31
3.3.1
THEORIE
DER
IMPEDANZANALYSE
........................................................
31
3.3.2
IMPEDANZANALYSE
VON
RC-GLIEDERN
...............................................
32
3.4
VERTEILUNG
DER
RELAXATIONSZEITEN
..................................................................
34
3.4.1
THEORIE
DER
DRT-ANALAYSE
..............................................................
34
3.4.2
PHYSIKALISCHES
ZELLMODELL
..................................................................
37
3.4.3
DRT-ANALYSE
DER
RC-GLIEDER
........................................................
40
3.4.4
DRT
ALS
FUNKTION
DES
LADEZUSTANDS
............................................
41
3.4.5
VERHALTENSMODELL
VERSUS
PHYSIKALISCHES
MODELL
.............................
43
3.5
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
..................................................................
45
3.6
BESTIMMUNG
DES
DIFFUSIONSIONSKOEFFIZIENTEN
...............................................
48
3.6.1
GLEICHSTROMMETHODE
........................................................................
48
3.6.2
MESSGERAETEVERGLEICH
...........................................................................
55
3.6.3
WECHSELSTROMMETHODE
.....................................................................
56
3.6.4
VERGLEICH
DER
DIFFUSIONSMESSMETHODEN
.........................................
58
4
ELEKTRISCHE
PARAMETER
UND
ZELLKENNGROESSEN
60
4.1
KENNLINIENANALYSE
..........................................................................................
60
4.1.1
SPANNUNGSKENNLINIE
...........................................................................
60
4.1.2
DRUCKKENNLINIE
.................................................................................
68
4.2
KAPAZITAETEN,
ENERGIEMENGEN
UND
WIRKUNGSGRADE
...................................
74
4.2.1
KAPAZITAETEN
UND
ENERGIEMENGEN
..................................................
74
4.2.2
WIRKUNGSGRADE
.................................................................................
77
4.3
INNENWIDERSTAND
.............................................................................................
80
4.3.1
EIS-MESSUNG
....................................................................................
80
4.3.2
GITT-PULS-MESSUNG
........................................................................
81
4.4
ZWISCHENFAZIT
................................................................................................
85
4.4.1
KENNLINIENANALYSE
..............................................................................
85
4.4.2
KAPAZITAETEN,
ENERGIEMENGEN
UND
WIRKUNGSGRADE
........................
85
4.4.3
INNENWIDERSTAND
..............................................................................
86
5
KINETIK,
GRENZFLAECHEN
UND
DIFFUSION
87
5.1
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
..................................................................
87
5.2
GRENZFLAECHENUNTERSUCHUNGEN
........................................................................
93
5.2.1
DRUCKABHAENGIGKEIT
DER
DRT
...........................................................
93
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.2.2
DRUCKABHAENGIGKEIT
DER
ZEITKONSTANTEN
UND
RC-ERSATZGROESSEN
........................................................................
94
5.2.3
AKTIVIERUNGSENERGIEN
DER
ZEITKONSTANTEN
....................................
103
5.2.4
PLAUSIBILITAETSPRUEFUNG
DER
AKTIVIERUNGSENERGIEN
...........................
107
5.3
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
...............................................................................
110
5.3.1
DRUCKABHAENGIGKEIT
BEI
RAUMTEMPERATUR
....................................
110
5.3.2
TEMPERATURVERHALTEN
UNTER
DRUCK
................................................
112
5.4
ZWISCHENFAZIT
...............................................................................................
116
5.4.1
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
....................................................
116
5.4.2
GRENZFLAECHENUNTERSUCHUNGEN
..........................................................
116
5.4.3
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
...................................................................
117
6
ZELLALTERUNG
UNTER
DRUCKEINWIRKUNG
119
6.1
KAPAZITAETSVERLAUF
........................................................................................
119
6.2
DRUCKVERLAUF
..................................................................................................
121
6.3
DIFFERENTIELLE
ANALYSEN
...............................................................................
124
6.3.1
DIFFERENTIELLE
SPANNUNGSANALYSE
....................................................
124
6.3.2
DIFFERENTIELLE
KAPAZITAETSANALYSE
....................................................
127
6.3.3
DIFFERENTIELLE
DRUCKANALYSE
..............................................................
129
7
AUSBLICK
132
A
AKTIVIERUNGSENERGIEN
DER
RC-ERSATZGROESSEN
134
B
ANMERKUNGEN
ZUM
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
138
C
DRUCK-DEHNUNGSKURVEN
140
D
GUMMIBALLON-MODELL
141
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
143
TABELLENVERZEICHNIS
150
ABBILDUNGS
VERZEICHNIS
151
LITERATURVERZEICHNIS
156
VEROEFFENTLICHUNGEN
171
IV
INHALTSVERZEICHNIS
CURRICULUM
VITAE
173
DANKSAGUNG
177
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
1
ZUSAMMENFASSUNG
3
1
EINLEITUNG
5
1.1
MOTIVATION
.
5
1.2
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
7
2
GRUNDLAGEN
9
2.1
FUNKTIONSWEISE
EINER
LITHIUM-IONEN-ZELLE
.
9
2.2
THERMODYNAMIK
DER
LITHIUM-IONEN-ZELLE
.
11
2.3
ZELLKINETIK
.
13
2.3.1
KONTAKTUEBERSPANNUNG
.
.
14
2.3.2
OHM
'
SCHE
UEBERSPANNUNG
.
14
2.3.3
DURCHTRITTSUEBERSPANNUNG
.
14
2.3.4
DIFFUSIONSUEBERSPANNUNG
.
15
2.3.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
.
16
2.4
REAKTIONSMECHANISMEN
UND
VOLUMENAENDERUNG
DER
AKTIVMATERIALIEN
.
16
2.4.1
GRAPHIT-ANODE
.
17
2.4.2
LITHIUMEISENPHOSPHAT-KATHODE
.
19
2.5
ZELLALTERUNG
.
20
2.5.1
ANODE
.
20
2.5.2
KATHODE
.
21
2.5.3
MECHANISCHER
DRUCK
.
22
2.6
BATTERIESPEZIFISCHE
KENNGROESSEN
.
23
3
BESTIMMUNG
CHARAKTERISTISCHER
ZELLKENNGROESSEN
26
3.1
SPANNUNGS
UND
DRUCKKENNLINIEN
.
27
II
INHALTSVERZEICHNIS
3.2
DIFFERENTIELLE
ANALYSEN
VON
SPANNUNGS
UND
DRUCKKENNLINIEN
.
29
3.3
IMPEDANZANALYSE
.
31
3.3.1
THEORIE
DER
IMPEDANZANALYSE
.
31
3.3.2
IMPEDANZANALYSE
VON
RC-GLIEDERN
.
32
3.4
VERTEILUNG
DER
RELAXATIONSZEITEN
.
34
3.4.1
THEORIE
DER
DRT-ANALAYSE
.
34
3.4.2
PHYSIKALISCHES
ZELLMODELL
.
37
3.4.3
DRT-ANALYSE
DER
RC-GLIEDER
.
40
3.4.4
DRT
ALS
FUNKTION
DES
LADEZUSTANDS
.
41
3.4.5
VERHALTENSMODELL
VERSUS
PHYSIKALISCHES
MODELL
.
43
3.5
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
.
45
3.6
BESTIMMUNG
DES
DIFFUSIONSIONSKOEFFIZIENTEN
.
48
3.6.1
GLEICHSTROMMETHODE
.
48
3.6.2
MESSGERAETEVERGLEICH
.
55
3.6.3
WECHSELSTROMMETHODE
.
56
3.6.4
VERGLEICH
DER
DIFFUSIONSMESSMETHODEN
.
58
4
ELEKTRISCHE
PARAMETER
UND
ZELLKENNGROESSEN
60
4.1
KENNLINIENANALYSE
.
60
4.1.1
SPANNUNGSKENNLINIE
.
60
4.1.2
DRUCKKENNLINIE
.
68
4.2
KAPAZITAETEN,
ENERGIEMENGEN
UND
WIRKUNGSGRADE
.
74
4.2.1
KAPAZITAETEN
UND
ENERGIEMENGEN
.
74
4.2.2
WIRKUNGSGRADE
.
77
4.3
INNENWIDERSTAND
.
80
4.3.1
EIS-MESSUNG
.
80
4.3.2
GITT-PULS-MESSUNG
.
81
4.4
ZWISCHENFAZIT
.
85
4.4.1
KENNLINIENANALYSE
.
85
4.4.2
KAPAZITAETEN,
ENERGIEMENGEN
UND
WIRKUNGSGRADE
.
85
4.4.3
INNENWIDERSTAND
.
86
5
KINETIK,
GRENZFLAECHEN
UND
DIFFUSION
87
5.1
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
.
87
5.2
GRENZFLAECHENUNTERSUCHUNGEN
.
93
5.2.1
DRUCKABHAENGIGKEIT
DER
DRT
.
93
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.2.2
DRUCKABHAENGIGKEIT
DER
ZEITKONSTANTEN
UND
RC-ERSATZGROESSEN
.
94
5.2.3
AKTIVIERUNGSENERGIEN
DER
ZEITKONSTANTEN
.
103
5.2.4
PLAUSIBILITAETSPRUEFUNG
DER
AKTIVIERUNGSENERGIEN
.
107
5.3
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
.
110
5.3.1
DRUCKABHAENGIGKEIT
BEI
RAUMTEMPERATUR
.
110
5.3.2
TEMPERATURVERHALTEN
UNTER
DRUCK
.
112
5.4
ZWISCHENFAZIT
.
116
5.4.1
KINETIK
DER
GEFUEGEUMWANDLUNG
.
116
5.4.2
GRENZFLAECHENUNTERSUCHUNGEN
.
116
5.4.3
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
.
117
6
ZELLALTERUNG
UNTER
DRUCKEINWIRKUNG
119
6.1
KAPAZITAETSVERLAUF
.
119
6.2
DRUCKVERLAUF
.
121
6.3
DIFFERENTIELLE
ANALYSEN
.
124
6.3.1
DIFFERENTIELLE
SPANNUNGSANALYSE
.
124
6.3.2
DIFFERENTIELLE
KAPAZITAETSANALYSE
.
127
6.3.3
DIFFERENTIELLE
DRUCKANALYSE
.
129
7
AUSBLICK
132
A
AKTIVIERUNGSENERGIEN
DER
RC-ERSATZGROESSEN
134
B
ANMERKUNGEN
ZUM
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN
138
C
DRUCK-DEHNUNGSKURVEN
140
D
GUMMIBALLON-MODELL
141
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
143
TABELLENVERZEICHNIS
150
ABBILDUNGS
VERZEICHNIS
151
LITERATURVERZEICHNIS
156
VEROEFFENTLICHUNGEN
171
IV
INHALTSVERZEICHNIS
CURRICULUM
VITAE
173
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