Lebensdauer und Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien für die dezentrale Speicherung regenerativer Energien: modellbasierte Untersuchung einer Lithiumeisenphosphatzelle:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
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[2020]
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NHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
.................................................................
5
ABSTRACT
.............................................................................................................................................
6
KURZFASSUNG
.......................................................................................................................................
8
I.
SYMBOLVERZEICHNIS
..............................................................................................................
10
II.
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.......................................................................................................
14
1
EINLEITUNG
UND
MOTIVATION
..................................................................................................
15
2
HINTERGRUND
.........................................................................................................................
17
2.1
ALLGEMEINE
DEFINITIONEN
UND
ZELLAUFBAU
........................................................................
17
2.2
DIE
ALTERUNG
DER
BATTERIE
................................................................................................
20
2.2.1
KALENDARISCHE
ALTERUNG
-
BILDUNG
DER
SEI
.............................................................
21
2.2.2
ZYKLISCHE
ALTERUNG
..................................................................................................
26
2.3
ZELLVERHALTEN
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
..........................................................................
27
3
MODELLIERUNG
VON
LITHIUM-IONEN-BATTERIEN
.......................................................................
28
3.1
VORARBEITEN
UND
MODELLGERUEST
........................................................................................
29
3.1.1
MAKROSKALA
...............................................................................................................
29
3.1.2
MESOSKALA
.................................................................................................................
30
3.1.3
MIKROSKALA
................................................................................................................
36
3.1.4
KOPPLUNG
DER
UNTERSCHIEDLICHEN
SKALEN......................................................
39
3.2
ERWEITERUNGEN
................................................................................................................
41
3.2.1
MODELLRAHMEN
FUER
MEHRSCHRITT-ELEKTROCHEMIE
.......................................................
41
3.2.2
ALTERUNGSMODELLE
.....................................................................................................
43
3.2.3
MODELLIERUNG
DES ZELLVERHALTENS
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
....................................
52
4
NUMERISCHES
VERFAHREN
......................................................................................................
53
4.1
GRUNDLAGEN
DER
NUMERISCHEN
SIMULATION
.......................................................................
53
4.2
NUMERISCHE
UMSETZUNG
..................................................................................................
53
4.3
TIME-UPSCALING
METHODE
.................................................................................................
55
5
MODELLPARAMETRIERUNG
........................................................................................................
57
5.1
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLE
DURCH
PROJEKTPARTNER
-
ZSW
......................................................
57
5.1.1
EXTERNAL
SHORT
CIRCUIT
(ESC)
....................................................................................
57
5.2
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLE
DURCH
PROJEKTPARTNER
-
CIDETEC
...............................................
58
5.2.1
DIFFERENTIAL
SCANNING
CALORIMETRY
(DSC)
.................................................................
59
5.2.2
ACCELERATING
RATE
CALORIMETRY
(ARC)
......................................................................
59
5.3
PARAMETRIERUNG
DES ZELLMODELLS
.....................................................................................
61
6
ERGEBNISSE
...........................................................................................................................
71
6.1
BASISMODELL
.......................................................................................................................
71
6.1.1
MAKROSKALA
DES
BASISMODELLS
..................................................................................
74
6.1.2
MESOSKALA
DES
BASISMODELLS
.....................................................................................
75
6.1.3
MIKROSKALA
DES
BASISMODELLS
...................................................................................
78
6.2
KALENDARISCHE
ALTERUNG
....................................................................................................
79
6.3
ZYKLISCHE
ALTERUNG
............................................................................................................
83
6.3.1
ZYKLISCHE
ALTERUNG
IM
DETAIL
-
VERLGEICH
ZU
EXPERIMENTEN
....................................
83
6.3.2
EINFLUSS
DER
PERKOLATIONSANSAETZE
AUF
DIE
ZYKLISCHE
ALTERUNG
.................................
90
6.3.3
EINFLUSS
VON
DOD
UND
SOC
AUF
DIE
ZYKLISCHE
ALTERUNG
...................
92
6.4
THERMISCHES
DURCHGEHEN
UND
EXTERNER
KURZSCHLUSS
.....................................................96
6.4.1
DIFFERENTIAL
SCANNING
CALORIMETRY
............................................................................
96
6.4.2
ACCELERATING
RATE
CALORIMETRY
.................................................................................
99
6.4.3
EXTERNER
KURZSCHLUSS
.............................................................................................
101
7
SCHLUSSFOLGERUNGEN
....................................................................................................
113
8
AUSBLICK
..............................................................................................................................114
9
ZUSAMMENFASSUNG
..............................................................................................................116
ANHANG
...........................................................................................................................................118
PUBLIKATIONSVERZEICHNIS
................................................................................................................
119
LITERATURVERZEICHNIS
......................................................................................................................
121
4
|
| adam_txt |
I
NHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
.
5
ABSTRACT
.
6
KURZFASSUNG
.
8
I.
SYMBOLVERZEICHNIS
.
10
II.
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.
14
1
EINLEITUNG
UND
MOTIVATION
.
15
2
HINTERGRUND
.
17
2.1
ALLGEMEINE
DEFINITIONEN
UND
ZELLAUFBAU
.
17
2.2
DIE
ALTERUNG
DER
BATTERIE
.
20
2.2.1
KALENDARISCHE
ALTERUNG
-
BILDUNG
DER
SEI
.
21
2.2.2
ZYKLISCHE
ALTERUNG
.
26
2.3
ZELLVERHALTEN
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
.
27
3
MODELLIERUNG
VON
LITHIUM-IONEN-BATTERIEN
.
28
3.1
VORARBEITEN
UND
MODELLGERUEST
.
29
3.1.1
MAKROSKALA
.
29
3.1.2
MESOSKALA
.
30
3.1.3
MIKROSKALA
.
36
3.1.4
KOPPLUNG
DER
UNTERSCHIEDLICHEN
SKALEN.
39
3.2
ERWEITERUNGEN
.
41
3.2.1
MODELLRAHMEN
FUER
MEHRSCHRITT-ELEKTROCHEMIE
.
41
3.2.2
ALTERUNGSMODELLE
.
43
3.2.3
MODELLIERUNG
DES ZELLVERHALTENS
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
.
52
4
NUMERISCHES
VERFAHREN
.
53
4.1
GRUNDLAGEN
DER
NUMERISCHEN
SIMULATION
.
53
4.2
NUMERISCHE
UMSETZUNG
.
53
4.3
TIME-UPSCALING
METHODE
.
55
5
MODELLPARAMETRIERUNG
.
57
5.1
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLE
DURCH
PROJEKTPARTNER
-
ZSW
.
57
5.1.1
EXTERNAL
SHORT
CIRCUIT
(ESC)
.
57
5.2
UNTERSUCHUNG
DER
ZELLE
DURCH
PROJEKTPARTNER
-
CIDETEC
.
58
5.2.1
DIFFERENTIAL
SCANNING
CALORIMETRY
(DSC)
.
59
5.2.2
ACCELERATING
RATE
CALORIMETRY
(ARC)
.
59
5.3
PARAMETRIERUNG
DES ZELLMODELLS
.
61
6
ERGEBNISSE
.
71
6.1
BASISMODELL
.
71
6.1.1
MAKROSKALA
DES
BASISMODELLS
.
74
6.1.2
MESOSKALA
DES
BASISMODELLS
.
75
6.1.3
MIKROSKALA
DES
BASISMODELLS
.
78
6.2
KALENDARISCHE
ALTERUNG
.
79
6.3
ZYKLISCHE
ALTERUNG
.
83
6.3.1
ZYKLISCHE
ALTERUNG
IM
DETAIL
-
VERLGEICH
ZU
EXPERIMENTEN
.
83
6.3.2
EINFLUSS
DER
PERKOLATIONSANSAETZE
AUF
DIE
ZYKLISCHE
ALTERUNG
.
90
6.3.3
EINFLUSS
VON
DOD
UND
SOC
AUF
DIE
ZYKLISCHE
ALTERUNG
.
92
6.4
THERMISCHES
DURCHGEHEN
UND
EXTERNER
KURZSCHLUSS
.96
6.4.1
DIFFERENTIAL
SCANNING
CALORIMETRY
.
96
6.4.2
ACCELERATING
RATE
CALORIMETRY
.
99
6.4.3
EXTERNER
KURZSCHLUSS
.
101
7
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
113
8
AUSBLICK
.114
9
ZUSAMMENFASSUNG
.116
ANHANG
.118
PUBLIKATIONSVERZEICHNIS
.
119
LITERATURVERZEICHNIS
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