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Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

Herausforderung zukünftiger Batterietechnologie im Automobilbereich: mechanische Modellierung der Lithium-Schwefel Batterie

Kurzfassung

Global steigende Emissionen gelten als einer der Hauptgründe für den Klimawandel. Die Elektrifizierung von Fahrzeugen stellt in diesem Sachzusammenhang einen wichtigen Beitrag zu Erfüllung der Reduzierung der Klimaveränderungen dar. Die Schlüsselkomponente des Antriebsstrangs ist das Batteriesystem. Lithium-Ionen-Batterien sind heute die erste Wahl, sind aber in Ihrer spezifischen Energiedichte begrenzt. Eine vielversprechende Nachfolgegeneration der Lithium- Ionen-Batterien ist die Lithium-Schwefel-Batterie. Diese Technologie weist ein hohes Potential auf in Bezug auf die theoretisch hohen Energiedichte, Sicherheit und geringere Materialkosten. Allerdings gibt es noch Herausforderungen bei der Kommerzialisierung und Zustandsüberwachung dieser Batterie. Herkömmliche Methoden, wie beispielsweise die Ladezustandsvorhersage über die Leerlaufspannung, sowie die Ah-Bilanzierung sind für die Lithium- Schwefel-Batterie unwirksam. Aufgrund der kontinuierlichen Volumenänderung während des Batteriebetriebs könnte dies jedoch ein möglicher Ansatz zur Überwachung und Vorhersage des Ladezustands der Batterie sein.

Daniel Brieske, Alexander Warnecke
HELLA GmbH & Co. KGaA, Forschungsinstitut für Kraftfahrzeugelektronik, Lippstadt
Dirk Uwe Sauer
RWTH Aachen Universität, Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe, Lehrstuhl für Elektrochemische Energiewandlung und Speichersystemtechnik