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Trockenraum

DIANABATT

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.
Forscher schaut sich Messdaten auf einem Computerbildschirm an

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