@thesis{Alibegovic2022, author = {Alibegovic, Amir}, title = {Kalendarische Alterung von Lithium-Ionen-Zellen}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-35892}, pages = {XXI, 320}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2022}, abstract = {Das Ziel der vorliegenden Studienabschlussarbeit ist es mithilfe von einem Alterungsmodel die kalendarische Degradation von Lithium-Ionen-Zellen f{\"u}r zwei verschiedene Zellchemisen anhand von gewissen Parametern zu untersuchen und vergleichen. Dabei werden zur gleichen Zeit zwei verschiedene Zellchemisen unter diversen Stressfaktor-Kombinationen (Lagerungstemperatur und SoC) kalendarisch gealtert. Hierbei werden die Zellen in definierten Abst{\"a}nden bzgl. Kapazit{\"a}tsabfall vermessen und einer elektrochemischen Impedanzspektroskopie unterzogen. Es handelt sich dabei um zylindrische 18650-Zellen von zwei verschiedenen Herstellern, die auf NCA- und NMC-Technologie basieren. Die Lagerungsbedingungen gehen {\"u}ber die empfohlenen Werte der Hersteller hinaus. Um das geeignete Alterungsmodel ausfindig zu machen und diesbez{\"u}glich Erkenntnisse zu sammeln, wird zu Beginn der Arbeit eine umfangreiche Literaturrecherche betrieben. Aus den daraus gewonnen Erkenntnissen wird ein elektrisches Ersatzschaltbild-Model verwendet, welches die experimentell ermittelten Impedanz-Spektren beider Zellchemisen charakterisieren kann. Somit gelingt ein zufriedenstellendes Fitten der Impedanz-Spektren f{\"u}r beide Zellchemisen durch das ein und selbe Model. Aus diesem Model wiederum werden diverse Parameter ausgleitet und {\"u}ber die Alterungszeit aufgetragen, um die Entwicklung von diesen zu analysieren und vergleichen. Dabei werden nicht nur die g{\"a}ngigen Parameter wie Kapazit{\"a}tsabfall und Innenwiderstand untersucht, sondern diese werden auf weitere ausgeweitet wie z.B. dem SEI-, Polarisations- oder Diffusionswiderstand. Zudem werden auch die beiden Zeitkonstanten f{\"u}r die SEI-Schicht und Polarisation sowie aber auch die Doppelschichtkapazit{\"a}t in Betracht angezogen. Das Ganze erfolgt f{\"u}r alle kalendarisch alternden Zellen aus dem Versuch und es werden keine Einschr{\"a}nkungen auf bestimmte Stressfaktor-Kombinationen getroffen. Die Verl{\"a}ufe zu den genannten Parametern werden sowohl f{\"u}r die NCA- als auch NMCZellen erstellt und verglichen. Somit geht hervor, dass in der vorliegenden Arbeit der Fokus nicht nur auf eine Zellchemise und den g{\"a}ngigen Parametern liegt. Aus den untersuchten Parametern und einer gewichteten Bewertung anhand von der Nutzwertanalyse geht hervor, dass die NCA-Zellen f{\"u}r die meisten Parameter {\"u}ber den Betrachtungszeitraum von 18 Monaten Alterung niedrigere Werte aufweisen wie die NMC-Zellen. Komplettes Gegenteil zeigt wiederum der Parameter Innenwiderstand. Unter den gleichen Stressfaktor-Kombinationen fallen deutlich fr{\"u}her die NCA-Zellen aus und zeigen im Vergleich zu den NMC-Zellen eine geringere Lebensdauer auf. Vermutung ist die beschleunigte Ausbildung des Innenwiderstandes im Vergleich zu den NMC-Zellen. Aber auch der Polarisationswiderstand spielt hier eine erhebliche Rolle. Auch wird festgestellt, dass in Summe die abfallende Kapazit{\"a}t f{\"u}r alle untersuchten Stressfaktor-Kombinationen bei den NMC-Zellen h{\"o}her liegt.}, language = {de} }