In operando investigations of material fatigue in commercial battery types by neutron tomography and -diffraction (T01#)

通过中子断层扫描和衍射对商用电池类型中的材料疲劳进行操作研究 (T01

• 批准号: 158107582
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Anorganische Chemie (aoc)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Collaborative Research Centres (Transfer Project)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2009-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/158107582?language=en
• 关键词: operando; investigations; material; fatigue; commercial

Lithiumionenbatterien sind aktuell die wiederaufladbaren Energiespeichersysteme für mobile Anwendungen mit den höchsten spezifischen Kapazitäten und Leistungsdichten. Der serienmäßige Einsatz in Kraftfahrzeugen mit Hybridantrieb steht unmittelbar bevor. Auch sind sie die aussichtsreichsten Kandidaten als Energiequelle für Elektrofahrzeuge. Für einen Durchbruch dieser emissionsfreien und damit erheblich umweltfreundlicheren Antriebstechnologie sind allerdings Batterien mit noch höherer Energiedichte erforderlich. Diese Anforderung führt zwangsläufig zu einer noch weiter zunehmenden Bedeutung der Sicherheitsaspekte beim Betrieb. Hierzu ist es unbedingt erforderlich, die in einer Batterie ablaufenden Degradationsmechanismen weitestgehend zu verstehen und die verwendeten Materialien zu optimieren. Dieser Ansatz wird bereits intensiv innerhalb des SFBs anhand von Testzellen mit in den Projekten selbst hergestellten Materialien verfolgt und soll nun im Einklang mit der Konzeption des SFBs auf reale kommerzielle Bauteile mit industriell hergestellten und in den fertigen Produkten eingesetzten Materialien erweitert werden. Da belastbare Informationen über die innerhalb einer Batterie ablaufenden Prozesse nur unter realen Betriebsbedingungen erhalten werden können, müssen innerhalb des Transferprojekts die bisher verwendeten Methoden derart weiterentwickelt werden, dass kommerziell erhältliche Batterie-Typen im Realbetrieb durch so genannte „in operando" Verfahren untersucht werden können. Dies gelingt durch eine Kombination von Neutronendiffraktion und Neutronentomographie, wie bereits in Vorarbeiten demonstriert werden konnte. Beide Methoden liefem Aussagen auf unterschiedlichen Längenskalen und sind somit komplementär. Die erwarteten Ergebnisse werden sowohl dazu beitragen, die Ermüdungserscheinungen bei hohen Zyklenzahlen weiter zu beleuchten als auch einen erheblichen Beitrag zu einer verbesserten Betriebssicherheit liefern, da diese neuen Untersuchungsmethoden erstmals erlauben, Schädigungsmechanismen im ermüdeten oder überlasteten Zustand direkt von Anfang an als auch während fortschreitender Schädigung zu verfolgen. Hierdurch können unmittelbar Ansätze für verbesserte Materialkonzepte abgeleitet werden, die aufgrund der Zusammenarbeit mit dem Industriepartner mittelfristig in Produkten Eingang finden.

锂离子电池的研究与应用：锂离子电池研究与应用：锂离子电池研究与应用：锂离子电池研究与应用：锂离子电池研究与应用derserienmäßige在kraftfahrzeeugen mit Hybridantrieb的Einsatz的研究。每个候选人都是Energiequelle fgr Elektrofahrzeuge。德国能源技术研究所（德国能源研究所）（德国能源研究所）（德国能源研究所）德国德国德国<s:1> hrt zwangsläufig德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国。降解机理研究：研究材料的优化性能，研究材料的优化性能。德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国Da belastbare Informationen ber die innerhalb einer Batterie ablaufenden Prozesse nuer under realen Betriebsbedingungen erhalten werden können, mssen innerhalb des transferprojects die bisher verwendeten Methoden derart weiterentwickelt werden, dass kommerziell erhältliche batteretypen im Realbetrieb durch so genannte in operando Verfahren untersucht werden können。研究了中子衍射与中子昆虫摄影的结合，并在此基础上进行了实验研究。Beide Methoden liefem Aussagen auf terschiedlichen Längenskalen and sind somit komplementär。Die erwarteten Ergebnisse werden sowohl dazu beitfolgen, Die erm<s:1> dungserscheinungen bei hohen Zyklenzahlen weiter zu beleuchten als auch eheheblichen Beitrag zu verhebessten betriebessicherheit liefen, da diese neuen tersusuchessmethoden erstmals erlauben, Schädigungsmechanismen in erm<s:1> dededer der berlasteten Zustand direckt von Anfang and als auch während forschreitender Schädigung zuverfolgen。Hierdurch können unmittelbar Ansätze r verbesserte Materialkonzepte abgeleitet werden, die augrund der Zusammenarbeit mit dem Industriepartner mittelriding in productkten Eingang finden。