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Sichere Elektrolytsysteme für Lithium-Ionen-Batterien

Wang, Zhengqi 1
1 Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Die Lithium-Ionen-Batterietechnologie (LIB) als ein wichtiger Energiespeicher, der den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft unterstützt, wird aktuell in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt. Die unzureichende Sicherheit der einzelnen Batteriezellen stellt jedoch noch immer eine Herausforderung dar, die hauptsächlich auf das thermische Versagen der Batteriezellen aufgrund exothermer Reaktionen in der Elektrode und an der Elektrolyt-Elektroden-Grenzfläche zurückzuführen ist. Das Ziel dieser Arbeit ist deshalb, eine Verbesserung der Li-Ionen-Zellsicherheit durch Elektrolytmodifikation und Verwendung von geeigneten Flammschutzmitteln (FSM) zu erreichen. Dabei werden im Rahmen der Arbeit zwei Strategien verfolgt: (1) durch Auswahl thermisch stabiler Elektrolyte soll die Gasentwicklung durch Verdampfung und Zersetzung unter-drückt werden; (2) durch inertes CO2-Gas, das durch das in die Zelle eingebrachte CO2-bildende Flammschutzmittel thermisch freigesetzt werden kann, wird die entflammbare Atmosphäre verdünnt und somit der mögliche Batteriebrand verzögert.
Im ersten Arbeitspaket wurden aus einer großen Anzahl von Grundmischungen thermisch stabiler Salz- und Lösungsmittelverbindungen die drei besten thermisch stabilen Elektro-lyte ausgewählt. ... mehr


Originalveröffentlichung
DOI: 10.6094/UNIFR/235604
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte Materialien – Werkstoffkunde (IAM-WK)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 20.04.2023
Sprache Deutsch
Identifikator KITopen-ID: 1000158078
HGF-Programm 38.02.01 (POF IV, LK 01) Fundamentals and Materials
Verlag Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Umfang 221 S.
Art der Arbeit Dissertation
Prüfungsdaten Betreuer und Gutachter: Hanemann, Thomas Zweitgutachter: Wöllenstein, Jürgen Prüfungsdatum: 14.04.2023
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