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Mechanistic modelling of electrochemical ageing reactions at the graphite anode of lithium-ion batteries

Carelli, Serena

Abstract:
Lithium-Ionen-Batterien spielen eine wichtige Rolle in einer Gesellschaft, die immer mehr von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen ist. Daher ist es notwendig, die CO2-Emissionen und den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren. Gegenwärtig scheinen Lithium-Ionen-Batterien die idealen Kandidaten für diese Herausforderung zu sein, aber es bedarf weiterer Forschung und Entwicklung, um ihr Verhalten zu verstehen, ihre Grenzen zu kennen und dadurch ihre Leistung zu verbessern. Hierbei haben sich mathematische Modelle und numerische Simulation als Standardtechniken in der Forschung und Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien etabliert und als sehr nützlich erwiesen, um experimentelle Arbeiten zu unterstützen und die Genauigkeit von Modellen zur Lebenserwartungsvorhersage zu erhöhen. ... mehr

Abstract (englisch):
Lithium-ion batteries play a vital role in a society more and more affected by the spectre of climate change: hence the need of lowering CO2 emissions and reducing the fossil fuel consumption. At the moment, lithium-ion batteries appear as the ideal candidates for this challenge but further research and development is required to understand their behaviour, predict their issues and therefore improve their performance. In this regard, mathematical modelling and numerical simulation have become standard techniques in lithium-ion battery research and development and have proven to be highly useful in supporting experimental work and increasing the predictability of model-based life expectancy. ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000130824
Veröffentlicht am 25.03.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 25.03.2021
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000130824
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 145 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik (CIW)
Institut Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)
Prüfungsdatum 25.01.2021
Referent/Betreuer Prof. W. G. Bessler
Schlagwörter lithium-ion battery, modelling, ageing reactions, lithium plating, SEI, Cantera, anode, simulation, fast charging
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