In dieser Veröffentlichung erweitern wir ein hochmodernes Modell des offenen Stromkreispotentials von Elektroden für Blend-Elektroden und inhomogene Lithiumionen. Wir führen einen zweistufigen Optimierungsalgorithmus ein, um die offenen Parameter des Elektrodenmodells anhand von Messungen zu schätzen, die auf der Ebene der vollständigen Zelle mit modernsten Prüfgeräten durchgeführt wurden.
Die Autoren: Cedric Kirst, Alexander Karger, Jan Singer, Andreas Jossen
In dieser Veröffentlichung erweitern wir ein hochmodernes Modell des offenen Stromkreispotentials von Elektroden für Blend-Elektroden und inhomogene Lithiumionen. Wir führen einen zweistufigen Optimierungsalgorithmus ein, um die offenen Parameter des Elektrodenmodells anhand von Messungen zu schätzen, die auf der Ebene der vollständigen Zelle mit modernsten Prüfgeräten durchgeführt wurden.
Als Input für den Optimierungsalgorithmus verwenden wir Daten aus einer Pseudo-Leerlaufspannungsalterungsstudie, um die Elektrodenpotenzialkurven, die Elektrodenkapazitäten und die Kapazität des zyklischen Lithiums über die Lebensdauer ohne Öffnen der Zelle zu schätzen. Wir validieren unsere Methode anhand von Messungen an kommerziellen Lithium-Ionen-Zellen mit den Elektrodenmaterialien LFP-C, NMC-SiC und NCA-SiC und vergleichen die geschätzten Pseudo-Leerlaufpotenzialkurven der Elektroden mit Messungen, die an geernteten Halbzellen durchgeführt wurden.
Wir kommen zu dem Schluss, dass die vorgestellte nicht-destruktive Methode zur Modellierung des Leerlaufpotentials von Halbzellen eine Alternative zur komplexen Zerlegung von Zellen und zur Entnahme von Elektrodenmaterial für die Analyse von Degradationszuständen darstellt.
Zugriff auf das Papier hier.
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Cedric Kirst ist Batterieingenieur bei der TWAICE Technologies GmbH, wo er seit August 2018 arbeitet. Außerdem ist er seit März 2023 als Associate Researcher am TUM-Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik tätig.
Cedrics beruflicher Werdegang umfasst eine bedeutende Zeit als Student Assistant an der Bundeswehr Universität München von Januar 2017 bis Oktober 2019. Wertvolle Branchenerfahrung sammelte er auch während seines Praktikums bei IBM Research Dublin, wo er an dem von der Europäischen Union finanzierten Projekt EnableS3 teilnahm.
Cedric hat einen Master of Science in Mechatronik, Robotik und Automatisierungstechnik von der Technischen Universität München, den er 2020 abschloss. Außerdem erwarb er 2018 einen Bachelor of Science in Ingenieurwissenschaften an der gleichen Hochschule.
Alexander Karger ist Batterie- und Machine-Learning-Ingenieur bei TWAICE, wo er an der Entwicklung modernster Batteriemodelle für das elektrische, thermische und Alterungsverhalten arbeitet. Gleichzeitig promoviert er am Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichertechnik von Prof. Dr.-Ing. Andreas Jossen an der Technischen Universität München (TUM) und publiziert regelmäßig seine neuesten Erkenntnisse. Er hat einen Master in Luft- und Raumfahrttechnik und studierte an der TUM und der Universität Stuttgart. Seine Karriere umfasst Erfahrungen bei Porsche und GE Aviation. Er ist seit 2019 bei TWAICE tätig, ursprünglich um seine Masterarbeit abzuschließen.
Dr. Jan Singer ist Engineering Manager bei TWAICE, wo er sich hauptsächlich mit Labormessungen und Batteriemodellen beschäftigt. Bevor er 2019 zu TWAICE kam, war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Elektrische Energiespeichersysteme, Institut für Photovoltaik, Universität Stuttgart, Deutschland. Während seines Promotionsstudiums unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Kai Peter Birke konzentrierte er sich auf den Nachweis von elektrochemischen Effekten, die durch Volumendehnungen induziert werden, und die Entwicklung neuer zerstörungsfreier Charakterisierungsmethoden für Lithium-Ionen-Zellen. Seine berufliche Laufbahn begann er 2006 als Mechatroniker bei Harman/Becker Automotive Systems. Im Jahr 2012 schloss er sein Bachelorstudium an der Hochschule Ulm ab. 2015 machte er an der Universität Stuttgart seinen Master of Science.