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Praktikum Elektrische Energiespeicherung
Versuch 1: Elektrodenherstellung
Der Versuch Elektrodenherstellung ist in zwei Hauptarbeitsschritte aufgeteilt. Der
erste Arbeitsschritt beinhaltet die Verarbeitung von diversen Materialien, die für
eine Elektrode nötig sind, zu einer Paste. Für die Pastenbereitung stehen dabei
ein Hochleistungsdissolver und ein Labor-Planetenmischer zur Verfügung. Die
Studenten erlernen so den Umgang mit Chemikalien, Feinwaagen und
Laborgeräten in einem chemischen Labor.
Im zweiten Arbeitsschritt wird die hergestellte Paste im Table-Coater auf eine
Kollektorfolie beschichtet. Die Dicke der Beschichtung wird über den Spalt des
Messerrakels eingestellt. Nach Trocknung der Beschichtung ist das
Flächengewicht (mg/cm²) und die Flächenkapazität (mAh/cm²) der Elektrode zu
bestimmen.
Versuch 2: Bau einer LiCoO2/Graphit-Zelle:
Das Ziel dieses Versuchs ist der Akkumulatorbau von drei Bicells per Hand und
deren elektrische Formierung. Beim Bau der Bicells werden Graphit-Anoden und
LiCoO2-Kahtoden verwendet. Die benötigten Bestandteile der Bicells werden
mittels der Kniehebelpresse und dem entsprechenden Bandstahlwerkzeug
ausgestanzt. Die ausgestanzten Materialien werden in der richtigen Reihenfolge
aufeinandergelegt und zu einer Bicelle laminiert. Anschließend werden mittels
eines Ultraschallschweißgeräts Ableiterfahnen an drei übereinanderliegende
Bicells angeschweißt und in Aluminiumverbundfolie verpackt.
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Versuch 3: Aktivierung und Formierung
Die in Versuch 2 hergestellten trockenen Zellkörper werden mit Elektrolyt befüllt
(aktiviert) und elektrisch geladen (formiert). Die Elektrolytbefüllung findet unter
Ausschluss von Feuchtigkeit in der Glovebox statt. Um eine optimale Verteilung
des Elektrolyten im Zellkörper zu ermöglichen, werden diese für eine bestimmte
Zeit und Temperatur im Trockenschrank gelagert. Die Formierung der Zellen wird
am Batterietestgerät BaSyTec CTS durchgeführt. Für die Formierung wird dabei
ein Prüfplan für die jeweilige Zelle erstellt.
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Versuch 4: Strombelastbarkeit von Li-Ionen-Zellen
Das Ziel dieses Versuchs ist die Ermittlung des Verhaltens verschiedener AkkuZellen (Li-Ionen Zellen) bei unterschiedlichen Strombelastungen.
In Abhängigkeit von der Strombelastung sollen die Wirkungsgrade, Ladefaktoren,
Speicherkapazitäten und die mittleren Spannungslagen untersucht bzw. bestimmt
werden. Dazu wird für den jeweiligen Akku ein Prüfplan für das Messsystem
erstellt, eine Messung durchgeführt und die Messdaten entsprechend
ausgewertet.
erstellt am: 27.5.2015
Technologiezentrum Energie
Wiesenweg 1 | D-94099 Ruhstorf a. d. Rott
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Versuch 5: Serielle Verschaltung von Einzelzellen
Es wird das Verhalten einer Batterie mit seriell verschalteten Zellen ohne
Batteriemanagementsystem untersucht. Die Auswirkung einer leicht fehlerhaften
Zelle auf das Gesamtsystem wird analysiert. Mithilfe eines Datenloggers werden
die Spannungsverläufe beim Laden und Entladen einer Batterie aus seriell
verschalteten Zellen betrachtet. Aus der Auswertung der erhaltenen Daten
werden die Kapazitäten der Einzelzellen sowie der gesamten Batterie berechnet
und die Spannungsverläufe graphisch aufgetragen.
Versuch 6: Sicherheitstests (Demonstration)
Bei den Sicherheitstests handelt es sich um Demonstrationstests zur Vorführung
des jeweiligen Akkuverhaltens bei Überladung, Kurzschluss, Überhitzung und
mechanischer Beschädigung. Dabei kommen Zellen im prismatischen und im
Pouch-Format zum Einsatz.
Seitens des Praktikanten ist lediglich die Teilnahme erforderlich. Ausarbeitungen
zu den Einzelversuchen sind nicht erforderlich.
Die Zellen befinden sich während des Versuchs in einem Sicherheitscontainment.
Die Ergebnisse der Versuche 1 -5 werden von jedem Studierenden in einer Ausarbeitung protokolliert.
Diese wird bereits vor Ort vervollständigt und zum Praktikumsende abgegeben.
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