Batterien

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