Online-Diagnostik zur Alterung, Sicherheit und Wiederverwertbarkeit von Li-Ionen-Batterien
- Überwachung elektrochemischer Prozesse unter verschiedenen Betriebsbedingungen in Li-Ionen-Batterien
- Schneller Probeninjektor für GCMS zur Erhöhung der Analysegenauigkeit bei hohen Laderaten
- Detaillierte LCA-Datenbank gewährleistet die Bewertung von sicherheits- und leistungskritischen Parametern sowie die Eignung für "Second-Life"-Anwendungen und/oder Recycling.
Produktionsprozess
Ziel des Projekts
Die gestiegene Bedarf an Energiespeichern - für die Elektromobilität, aber auch in anderen Bereichen - hat Lithium-Ionen-Batterien in den Mittelpunkt der internationalen F&E-Bemühungen gestellt und zu Fortschritten bei der Verbesserung der aktiven Materialien geführt.
Das Ziel des DianaBatt-Projekts ist die Entwicklung von Online-Diagnoseverfahren für die Alterung, Sicherheit und Wiederverwendung von Lithium-Ionen-Batterien. Die Daten aus diesem Projekt können einerseits für die Verbesserungen des Elektrolyten und/oder des Materials oder der Materialkombination herangezogen werden. Und andererseits kann der Zustand der Zelle bewertet werden, um Rückschlüsse auf ihre Sicherheit, Lebensdauer und Toxizität ziehen zu können.
Ergebnisse
- Überladung von State-of-the-Art Li-Ionen-Batterien führt zur Entwicklung von bis zu 46 verschiedenen Gasarten
- Zersetzung der anorganischen Teile des Elektrolyten führt zu einer Kaskade von Zersetzungsreaktionen, die die Leistung und Sicherheit der Batterie beeinflussen.
- Detaillierte LCA-Datenbank gewährleistet die Bewertung von sicherheits- und leistungskritischen Parametern sowie die Eignung für "Second-Life"-Anwendungen und/oder Recycling.
GCMS im AIT Batteriemateriallabor
Abbildung 1: Skizze der Multiplex-Injektoreinheit und der zugehörigen Steuerung für computergesteuerte, modulierte GC-Injektionen (links). Der Einsatz ist die vergrößerte Ansicht des Reglers und des Multiplex-Injektors. Rechts: speziell angefertigter Controller für den Multiplex-Injektor.
Abbildung 2: Chromatogramme des Multiplex-Injektors während der isothermen Analyse während 3 Stunden (links) und mit der Gradientenanalyse während 10 Stunden (rechts) bei (Über-)Ladung einer LIB
Eckdaten zum Projekt
- DIANABATT – Diagnostik zu Alterung, Sicherheit und Wiederverwertbarkeit von Li-Ionen-Batterien
- Förderprogramm: Mobilität der Zukunft, 6. Auschreibung
- Fördergeber: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)
- Projektlaufzeit: 11.2016 – 10.2019
- Projektkoordination: AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Projektpartner
- TU Wien, Institut für Chemische Technologien und Analytik (https://www.cta.tuwien.ac.at/home/)
- Daxner & Merl GmbH (https://www.daxner-merl.com/de/daxner-merl)
- Lithops S.r.l. (https://www.faam.com/eng/)
