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Modeling transport properties and electrochemical performance of hierarchically structured lithium-ion battery cathodes using resistor networks and mathematical half-cell models

Birkholz, Oleg

Abstract:

Hierarchisch strukturierte Aktivmaterialien in Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) mit porösen Sekundärpartikeln sind vielversprechende Kandidaten zur Erhöhung der gravimetrischen Energiedichte und der Ratenabhängigkeit der Zelle. Es gibt jedoch immer noch Aspekte dieser Technologie, die noch nicht vollständig verstanden sind.
Um ein tieferes Verständnis darüber zu erlangen, wie die Kathodenstruktur und -morphologie die Zellperformanz beeinflusst, ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung effizienter Werkzeuge zur Berechnung effektiver Transporteigenschaften für granulare Kathodenstrukturen, die in Zellmodelle importiert werden können, um die elektrochemische Zellleistung von LIBs zu bewerten.
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Abstract (englisch):

Hierarchically structured active materials in lithium-ion battery (LIB) electrodes with porous secondary particles are promising candidates to increase gravimetric energy density and rate performance of the cell. However, there are still aspects to this technology which are not fully understood.
In order to obtain deeper knowledge, the goal of this work is to develop efficient tools to compute effective transport properties of granular cathode structures as well as porous secondary particles and to evaluate their influence on the electrochemical performance of the whole cell.
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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000134460
Veröffentlicht am 02.07.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 02.07.2021
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000134460
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xii, 215 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Angewandte Materialien - Werkstoff- und Biomechanik (IAM-WBM)
Prüfungsdatum 02.06.2021
Schlagwörter Hierarchically structured half-cell modeling, Effective transport properties, Resistor network method
Relationen in KITopen
Referent/Betreuer Kamlah, M.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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