Produktion von Zellen/Modulen/Packs
Sicherheit & Effizienz
Ein gutes Batterie-Wärmemanagement garantiert eine längere Lebensdauer, da es dafür sorgt, dass die Temperatur der Zellen während Lagerung, Betrieb und beim Laden innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs bleibt. Um zu verstehen, wie viel Wärme die Zelle abgeben können, müssen wir die grundlegenden Wärmeübertragungseigenschaften der Zelle kennen.
Elektrolyte zeichnen sich durch ihre hohe Leitfähigkeit aus sowie durch gute elektrochemische Stabilität und ihre Leistungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Die thermische Stabilität vieler Elektrolytlösungen ist jedoch sogar bei gemäßigten Temperaturen begrenzt. Durch Überladung können Batterien so stark überhitzen, dass sie sich entzünden. Neben verschiedenen Metallen (z. B. Co, Al, Mg etc.) enthält das Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Batterien Nickel. Es besteht eine positive Korrelation zwischen dem Nickelgehalt und der Batteriekapazität. Nickel verringert jedoch die Stabilität, da es leicht mit der Umgebung reagiert. Der Nickelgehalt kann die Stabilität beeinträchtigen und dies muss verbessert werden, um die Sicherheit zu garantieren.
Für eine Verbesserung von Effizienz, Leistung und Lebensdauer der Batterie ist insbesondere das Verständnis der Wärmeerzeugung während der Lade-/Entladezyklen von entscheidender Bedeutung. Die Messung der thermischen Signatur von Knopfzellen während des Betriebs gibt Einblicke in die zugrunde liegenden Prozesse und bietet eine quantitative Methode für den Vergleich von chemischen Veränderungen, die über Strom- und Spannungsmessungen hinausgeht. Die Menge der während all dieser physikalisch-chemischen Veränderungen freigesetzten oder aufgenommenen Wärme und die Temperaturveränderungsrate in der Knopfzelle stellen ein weiteres Puzzleteil dar und können zur Beschleunigung des Entwicklungsprozesses beitragen.