Masterarbeit / Semesterarbeit zu Pfadabhängigkeit der Alterung von Lithium-Ionen Zellen mit SiOx/Graphit-Elektroden

Alterung von kommerziellen LIBs (Symbolbild)

03.02.2025, Abschlussarbeiten, Bachelor- und Masterarbeiten

In dieser Arbeit wird eine bestehende Alterungsstudie mit zwei kom-merziellen Zelltypen um jeweils drei Testpunkte bei drei verschiede-nen Temperaturen erweitert, um das Vorhandensein einer Pfadab-hängigkeit für die Alterung von Silizium zu überprüfen und darauf ba-sierend die dominierenden Alterungsmechanismen zu bestimmen.

Hintergrund: Silizium(-oxid) in der Anode von Lithium-Ionen Batterien (LIBs) erhöht die Energiedichte, sorgt aber gleichzeitig für eine beschleunigte Alte-rung. Interessanterweise ist Silizium jedoch vor allem im niedrigen Ladezustandsbereich aktiv. Bei batterieelektrischen Fahrzeugen, in denen solche Zellen verwendet werden, wird das Silizium deshalb nur sporadisch genutzt. Bislang unklar ist, ob eine solche gelegentliche Nutzung dieses Be-reichs (z.B. jeder 20. Zyklus von 200 Zyklen) zur gleichen Alterung wie alle Zyklen im Si-Bereich direkt nacheinander (10 Zyklen im Si-Bereich, danach 190 Zyklen ohne Si-Bereich) führt. Aufgaben: In dieser Arbeit wird eine bestehende Alterungsstudie mit zwei kommerziellen Zelltypen um jeweils drei Testpunkte bei drei verschiede-nen Temperaturen erweitert, um das Vorhandensein einer Pfadab-hängigkeit für die Alterung von Silizium zu überprüfen und darauf basierend die dominierenden Alterungsmechanismen zu bestimmen. AP1. Literaturrecherche zu pfadabhängiger Alterung und Alte-rungsmechanismen von LIBs AP2. Start und Betreuung einer Alterungsstudie (basierend auf bestehender Studie) AP3. Auswertung und Interpretation der Alterungsstudie AP4. Aufbau eines semiempirischen Modells Anforderungen: • Sehr gute Kenntnisse in Matlab • Vorkenntnisse in Lithium-Ionen-Batterien

Kontakt: mathias.rehm@tum.de

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