Elektrische Energiespeicher bilden eine Schlüsseltechnologie für die Erreichung gesteckter Klimaziele im Mobilitätssektor. Vor dem Hintergrund stetig steigender Anforderungen hinsichtlich der Energiedichte stellt die Lithium-Feststoffbatterie mit leitfähigen Feststoffelektrolyten gegenüber konventionellen Lithium-Ionen-Batterien eine vielversprechende Lösung dar. Dennoch stellen die Materialeigenschaften dieser Feststoffelektrolyte, wie bspw. eine besondere mechanischer Empfindlichkeit und einer starken chemischen Reaktivität mit der Umwelt, große Herausforderung in der industrienahen Produktion von Feststoffbatterien dar. Dies wird unter anderem in der Stapelbildung mittels Greifens sichtbar, bei dem die einzelnen Zellkomponenten sequentiell und positionsgenau in ein Stapelgebilde über eine Vielzahl von Handhabungsoperationen überführt werden. Während verschiedene pneumatische Greifsysteme bereits für das Stapeln von polymeren Feststoffelektrolyten evaluiert wurden, ist am IWF ein trommelartiges Greifsystem für das orientierungsflexible Ablegen von Zellkomponenten entwickelt worden. Während das bestehende Greiferdesign eine begrenzte Anwendbarkeit für verschiedene Feststoffelektrolyte zeigt, ermöglicht eine Optimierung hinsichtlich des Strömungsverhaltens der Druckluft potentiell nicht nur die Anwendbarkeit auf eine höhere Materialvariation bei gleichbleibender bzw. verbesserter Qualität. Hierbei erlaubt die Simulation des Strömungsverhaltens des Greifers eine umfassende und kosten- sowie zeiteffiziente Analyse des Greifsystems.
Im Rahmen dieser studentischen Arbeit eine Strömungssimulation für das Greifen von Feststoffelektrolyten mittels des beschriebenen Trommelgreifers zur Optimierung des Greiferdesigns durchgeführt werden, wobei folgende Teilaufgaben durchzuführen sind:
- Literaturrecherche zu theoretischen Grundlagen von Feststoffbatterien, Stapelbildungsmethoden in der Batterieproduktion mit dem Schwerpunkt Feststoffbatterie als auch zur numerischen Strömungsmechanik
- Entwicklung eines hinreichenden Modells in einer geeigneten Software zur Darstellung der Greifoperation mit Feststoffelektrolyten
- Aufstellen eines Validierungsschemas für das Modell sowie die Durchführung jener anhand ausgewählter Parameter und Qualitätsgrenzen
- Kritische Würdigung und Ausblick zu den Untersuchungen
Bei Interesse zu diesem Thema oder Ideen für ein verwandtes Thema bitte ich um eine Nachricht per E-Mail oder Telefon.
Mail: do-minh.nguyen(at)tu-braunschweig.de
Tel.: +49 531/391-7672
Art:
- Bachelorarbeit
- Studienarbeit(Master)
- Masterarbeit
Fachrichtungen: Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen
Begin der Arbeit:
Zuletzt geändert: 07.02.2024