Die Lithium-Ionen-Batterie ist ein Kernelement von Kraftfahrzeugen mit Hybrid- und Elektroantrieben. Deren Lebensdauer hängt nicht nur von der kalendarischen Alterung, sondern auch von der sogenannten zyklischen Alterung ab, also dem Betrieb der Zellen sowie der Fertigungsqualität und der Wechselwirkung zwischen Einzel-Zellen auf das Batterie-System. Im Beitrag werden Alterungs-, Schädigungs- und Ausfallmechanismen dargestellt: - Anwachsen der SEI-Schicht auf dem Graphit der Anode mit Erhöhung des Zelleninnenwiderstands während der Lagerung der Zelle; - Degradierung beim schnellen Zyklisieren der Partikel des aktiven Kathodenmaterials; - Dekontaktierung des Aktivmaterials vom Carbon Black mit elektrischer Dekontaktierung nach Betrieb einer Zelle; - Lithium-Plattierung bei zu schneller Ladung oder Überladung; - makroskopische Dekontaktierung durch schlechten Fertigungsprozess. Der Fertigungsprozess von Lithium-Ionen-Zellen wird ausführlich vorgestellt. Batterie-Management-Systeme sollen die Auswirkungen von Fertigungstoleranzen oder Alterungsprozessen gering halten und die Sicherheit der Batterie gewährleisten, Lebensdauer und Zuverlässigkeit erhöhen sowie fahrzeugrelevante Parameter ermitteln. Als Alternative wird die Unterteilung der Batterie in mehrere Zellmodule vorgestellt, wobei die Module jeweils über einen DC/DC-Wandler verfügen, sodass die Leistungsentnahme aus jedem Zellmodul individuell gesteuert werden kann und defekte Zellen ausgeblendet werden könnten. Es würden hiermit die Leistungsfähigkeit der Batterie und die Zuverlässigkeit erhöht.
Chemie oder Elektronik - Was bestimmt das Verhalten einer Batterie?
2010
14 Seiten, 11 Bilder, 4 Quellen
(nicht paginiert)
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
Chemie oder Elektronik - Was bestimmt das Verhalten einer Batterie?
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