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Batterieforschung: Selektives Lasersintern für den Einsatz in zukünftigen Batterien
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    • Untersuchung biobasierter Materialien für die Anwendung in nachhaltigeren Li-Ionen-Batterien
    • Untersuchung der lokalen Klebeignung von Aluminium-Druckgussbauteilen
    • Untersuchung der lokalen Schweißeignung von Aluminium-Druckgussbauteilen
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    • Zähigkeit von höchstfesten, geschweißten Stählen

Batterieforschung: Selektives Lasersintern für den Einsatz in zukünftigen Batterien

Hintergrund

Derzeit wird massiv an einer Nachfolgetechnologie für die klassischen Lithium-Ionen-Batterien geforscht. Dabei ist einer der aussichtsreichsten Ansätze für zukünftige Energiespeicher die sogenannte Festkörperbatterie, da Anstelle von Flüssigelektrolyten ionisch leitende Feststoffe eingesetzt werden. Durch die Substitution werden erheblich höhere Energiedichten erwartet und durch den Einsatz eines nicht entflammbaren Feststoffes gleichzeitig die Sicherheit erhöht. Diese neue Technologie bringt allerdings neue Herausforderungen für den Verarbeitungsprozess mit sich. Beispielsweise wird derzeit für die Schichtverbundherstellung aus Kathode und Feststoffelektrolyt ein energieintensiver Ofensinterprozess verwendet.

Aufgabe

Im Rahmen von mehreren studentischen Arbeiten soll das Lasersintern eines Feststoffes für zukünftige Festkörperbatterien evaluiert werden. Dabei wird anhand verschiedener Laserparameter die Laser-Material-Wechselwirkung analysiert und anschließend durch verschiedene Charakterisierungsmethoden (optisch, thermisch, mechanisch) bewertet. 

Elektroauto

Im Rahmen einer studentischen Arbeit ergeben sich folgende Aufgabenfelder:

  • Literaturrecherchen zum aktuellen Stand der Forschung:
    • Feststoffelektrolyten (Oxidkeramik, Polymere, Sulfide)
    • Vergleich zu konventionellen Batterien mit Flüssigelektrolyten
    • Lasereinsatz in der Batterieproduktion
    • Lasersintern

 

Parameterstudien zur Identifikation der Wechselwirkung von Laserparametern und Material

  • Variation von Laserparameter wie Leistung, Frequenz, Geschwindigkeit, etc.
  • Einsatz verschiedener Laserquellen

 

Auswertung mittels unterschiedlicher Techniken zur Charakterisierung des Werkstoffes

  • Lichtmikroskop
  • Laser-Scanning-Mikroskop (LSM)
  • Rasterelektronenmikroskop (REM)
  • Thermographie
    • Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften von hergestellten Probekörper
    • Entwicklung von Bewertungstools
    • Interpretation der Ergebnisse

Umfang der Arbeit

Der Umfang der Arbeit ist skalierbar und lässt daher sowohl Bachelor- Studien- als auch Masterarbeit zu. Eine detaillierte Aufgabenstellung kann beim betreuenden wissenschaftlichen Mitarbeiter erfragt werden.

Voraussetzungen

  • Eigenverantwortliche, strukturierte Arbeitsweise, sowie eine zuverlässige Dokumentation
  • Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse
  • Interesse am wissenschaftlichen Arbeiten
  • Bekannte Voraussetzungen der Fakultät zur Einreichung studentischer Arbeiten

Beginn

Nach Absprache (sofort)

Lars Oliver Schmidt
+ 49 531 391 95593
lar.schmidt(at)tu-braunschweig.de
Lars Oliver Schmidt
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