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Die Zelle ist das Herzstück jeder Batterie. Grundlegende Eigenschaften,
wie die Leistung oder der Alterungsprozess, werden
durch die elektrochemischen Prozesse in der Zelle bestimmt und
hängen stark von der Konstruktion ihrer Elektroden und deren
Integration ab. Darüber hinaus bestehen
Batteriesysteme für die Automotive
Industrie noch aus einer anwendungsspezifischen
Verpackung
von mehreren Zellen zu Modulen
und Packs.
Das Powerhouse
des gesamten
Batteriesystems
gie, die sich zunehmend als Herausforderung
erweist. Um dennoch
auch weiterhin funktionale Verbesserungen
von Batteriesystemen zu
erzielen, ist heute mehr denn je ein
tiefes technisches Verständnis erforderlich.
Einen Ansatzpunkt hierfür bilden
die Elektroden in der Zelle. Durch
ihren gespiegelten Schichtaufbau
haben Elektroden ungleiche Eigenschaften
in den drei Raumrichtungen.
Diese Inhomogenität wird
durch die Lage der Anschlüsse und
die Geometrie der Stromleiter noch
verstärkt. Diese nicht optimale Verteilung
verschärft unter anderem
materialbedingte Lokalität der Alterungserscheinungen
(Widerstandszunahme
und Kapazitätsabnahme).
AVL entwickelt seit über 15 Jahren
thermische, mechanische und elektrisch
gekoppelte Simulationsmodelle,
Parametrierungsroutinen und
DIE ZELLE
Wie Elon Musk anlässlich der European
Conference on Batteries 2020
feststellte, ist es „relativ einfach,
den Prototyp einer fortschrittlichen
Technologie zu entwerfen. (...) Das
Hochskalieren des Produktionsprozesses
ist jedoch viel schwieriger als
etwas auf einem Labortisch zu entwickeln.“
Es ist die Integration der
vorhandenen Elektrodentechnolo