Motivation und Aufgabe:
Elektrische Energiespeicher durchdringen eine kontinuierlich wachsende Zahl von Marktbereichen und versuchen sich mit steigenden Energiedichten und sinkenden Herstellungskosten im Mobilitätssektor zu etablieren. Wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batteriespeichern ist die Zelle. In dieser sind folienförmige Elektroden aus zwei unterschiedlichen Materialien abwechselnd mit einem dazwischenliegenden Separator übereinandergestapelt und über einen flüssigen Elektrolyt chemisch miteinander verbunden. Durch unterschiedliche Bindungspotentiale der Elektrodenmaterialien können so Ladungen gespeichert und gezielt abgerufen werden. Der Wettbewerb um kostengünstige Batterien mit hoher Qualität erfordert eine stetige Weiterentwicklung der Prozesse der Zellfertigung, welche mit einer Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und einer Reduktion von Ausschüssen einhergeht. Große Potentiale lassen sich dabei in der Integration von Heißfügeprozessen zur Herstellung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Elektrode und Separator ausmachen, da so die Anzahl Handhabungsprozesse für den Stapelprozess der Zellen reduziert werden können. Um das Prozessverständnis zu steigern und Optimierungspotenziale der Heißfügeprozesse abzuleiten, erscheint eine Abbildung dieser Prozesse in numerischen Simulationen (FEM/ CFD) vielversprechend. Im Rahmen von studentischen Arbeiten sollen diese Simulationen daher durch die Durchführung von Materialcharakterisierungen und den Aufbau von Materialkarten der verwendeten Materialien vorbereitet werden. Anschließend sollen numerische Modelle unter Nutzung der Materialkarten entwickelt und durch Vergleich der Simulationsergebnisse mit praktischen Versuchen an den Heißfügeprozessen validiert werden.
Voraussetzungen und allgemeine Informationen:
Die hier dargestellte Aufgabenstellung stellt das allgemeine Ziel dar.
Für die Bearbeitung der Aufgabenstellung sind keine besonderen Vorkenntnisse erforderlich.
Die genaue Aufgabenstellung kann individuell auf die Art der jeweiligen Arbeit sowie die Interessenslagen des jeweiligen Studierenden abgestimmt werden und kann sowohl den experimentellen als auch den numerischen Teil fokussieren. Sollte die Thematik Ihr interesse geweckt haben, kontaktieren Sie mich gerne per
Mail oder auch telefonisch. Bei Kontaktierung per Mail ist zur Einordnung Ihrer Kenntnisse zudem die Bereitstellung eines Notenspiegels hilfreich.
Art:
- Bachelorarbeit
- Studienarbeit(Master)
- Masterarbeit
Fachrichtungen: (WiIng) Maschinenbau, Mechatronik, KFZ-Technik und artverwandte
Begin der Arbeit:
Zuletzt geändert: 13.03.2025
