Qualitätskontrolle bei ganzheitlicher Batteriesimulation
Die Batteriesimulation gehört schon seit Jahren zu den Forschungsschwerpunkten des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern. Seit kurzem erweitert die Qualitätskontrolle diesen Forschungszweig. Der Fokus liegt dabei auf Elektroden und ihren Leiteigenschaften.
Für die Qualitätskontrolle von Batterieelektroden haben Forschende im Projekt »INTENSE« eine völlig neue Messtechnik entwickelt. Bisher wurden für die Qualitätskontrolle von Batterieelektroden entweder Sensoren eingesetzt, die zwar eine gute Signaleindringtiefe aufwiesen, aber dafür nur eine geringe Auflösung liefern konnten, oder aber breitbandige Terahertz-Sensoren, die zwar sehr hochauflösend sind, aber nur an dünnen Schichten mit geringer Absorption.
Die Forschenden des Fraunhofer ITWM konnten nun die Stärken der beiden Prozesse in einer neuen Sensorik verbinden. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik HHI entwickelten sie im Projekt INTENSE eine »kontaktfreie, hochauflösende Inline-Schichtdicken-Messtechnik für stark absorbierende Materialien«. Daraus hervorgegangen ist ein Demonstrator, der nach erfolgreichem Projekt in der Automobilindustrie eingesetzt wird.
Im Bereich der Elektromobilität sind die Anforderungen an Lithium-Ionen-Batterien sehr hoch. Computersimulationen unterstützen beim Beurteilen der Performance möglicher neuer Batteriezellen und beim Verstehen der mikroskopischen Zusammenhänge.
Dafür wird am Fraunhofer ITWM das »Battery and Electrochemistry Simulation Tool« BEST eingesetzt, eine Software-Umgebung für die physikbasierte, dreidimensionale Simulation von Lithium-Ionen-Batterien. Es werde kontinuierlich erweitert und an die individuellen Bedürfnisse von Unternehmen angepasst, heißt es.