Batterien

Intelligent. Effizient. Integriert.

Energie wird zunehmend nach Bedarf geliefert. Deshalb müssen wir sie speichern, wenn wir sie nicht brauchen, sie bei Verbrauchsspitzen freisetzen und Produktionsschwankungen im Netz ausgleichen.

CSEM'S Batteriezellentests

Das CSEM entwickelt intelligente Speichertechnologien für die wichtigsten Herausforderungen der Batterietechnologie: Ladezeit, Lebensdauer und Kapazität.  Unser Schwerpunkt auf elektrochemischen Batterien für die kurzfristige Energiespeicherung umfasst auch die Entwicklung von Zellsensoren und Algorithmen für ein optimales Management bis hin zu MWh-Kapazitäten.

Unser konkreter Beitrag

Wir entwickeln innovative Sensoren auf Grundlage sensorbestückter Zellen und der Technik der elektrochemischen Impedanzspektroskopie mit ungeraden Harmonischen (ORP-EIS). Gekoppelt mit anderen Sensorfunktionen wie Druck, Ultraschall und Dehnung können wir Fehler und negative Einflüsse auf die Lebensdauer und Leistung der Batterie frühzeitig erkennen und damit die Leistungsfähigkeit der Li-Ionen-Batterien sowohl für automobile als auch für stationäre Anwendungen erhöhen.

 

Batteriemodelle

  • Optimierung elektrochemischer Energiespeicher durch umfassende Charakterisierung mit Langzeittestzyklen, die mehrere Monate dauern können
  • Einsatz der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) zur Verbesserung der Diagnose elektrochemischer Phänomene
  • Schwerpunkt auf der elektrischen Modellierung an der Schnittstelle zwischen Ersatzschaltbildmodellen und elektrochemischen Modellen
  • Bewertung des Second-Life-Potenzials gebrauchter Zellen und Module durch schnelle Messzyklen zur genauen Bestimmung der Restkapazität

Batteriemanagementsysteme (BMS)

  • Verbesserung der SoX-Werte (Ladezustand, Gesundheitszustand, Widerstandszustand) durch Verwendung von Modellen, die auf EIS-Charakterisierung basieren, wobei die nicht-invasive EIS-Erfassung auf Zellebene direkt in das BMS integriert ist. Dieses Zellmanagementsystem (CMS) nimmt EIS-Messungen in Echtzeit vor und aktualisiert das Batteriemodell kontinuierlich, während es die laufenden Degradationseffekte in jeder Zelle erfasst.
  • Untersuchung der EIS-basierten Erkennung von Dendritenwachstum zur Auslösung von Selbstheilungsprozessen durch die Aktivierung von flüssigkristallinen Elektrolyten oder piezoelektrischen Separatoren

Materialien für Batterien mit hoher Kapazität

  • Li-Metall-Anode : Entwicklung dünner, gleichmässiger und hochreiner Schichten aus Li-Metall, um die Lebensdauer von Batterien deutlich zu verlängern
  • Hochleistungselektroden : Erkundung von Batteriekonfigurationen unter Verwendung von Si-Anoden oder anodenfreien Bauformen zusammen mit sicheren Beschichtungstechnologien und In-situ-Beschichtungen mit ultradünnen Schichten, die direkt auf die Li-Metall-Anode aufgebracht werden
  • Polymerelektrolyte für Festkörperbatterien : Entwicklung von Materialeigenschaften zur Herstellung von Polymerelektrolyten mit einem breiten elektrochemischen Stabilitätsfenster, das auslaufsichere und nicht entflammbare Eigenschaften gewährleistet
  • Advanced Manufacturing : Untersuchung von Prozessen zur Erfüllung der dringenden Anforderungen nach verbesserter Energiedichte und Kostensenkung, wie lösungsmittelfreie Trockenverfahren für die Elektrodenherstellung und Polymerisationstechnologien
Batteriezellen-/Stapelüberwachungssystem

Wollen Sie vorne mit dabei sein?

Wir können Ihnen helfen, Ihre Energieabgabe durch intelligente Speicherlösungen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zu maximieren, von der Herstellung bis zum Recycling. Wir verstehen die Technologie, verfügen über fundierte Erfahrungen in dem Sektor und unterstützen so die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit der Schweiz im sich rasch entwickelnden Energiesektor.

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Treffen Sie unsere zufriedenen Kunden

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Sylvain Dolla

Vorstandsvorsitzender

Wir haben das CSEM damit beauftragt, den Kern eines Betriebssystems für Uhren und eine elegante, schlichte Solarzelle zu entwickeln, die dem Esprit der Schweizer Horlogerie entspricht. Das Betriebssystem war ein gemeinschaftliches Entwicklungsprojekt mit anderen Unternehmen der Swatch Group. Die IngenieurInnen vom CSEM waren an allen Prozessschritten beteiligt, haben unsere Visionen unterstützt gleichzeitig ihre eigenen Ideen eingebracht.

Antoine Benacloche

Leitender Ingenieur

Das CSEM war schon immer ein idealer Partner und dieses Projekt ist für uns – sowie für viele andere industrielle Bereiche – besonders wichtig, weil es ein Umdenken bewirken und dazu beitragen kann, mehr Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen und insgesamt weniger Energie zu verbrauchen.