Ausdehnungsmessung von Batteriezellen

• Langzeitbeobachtung der Ausdehnung bei Lade- und Entladezyklen
• Bestimmung der auftretenden Kräfte mit Überwachung der Temperaturen
• Optimierung der Druckverteilung und Lebensdauer

Beschreibung

Durch die Lade- und Entladezyklen, dem Alter und den damit auftretenden Temperaturschwankungen entstehen störende Gase in der Batteriezelle, die sich in Folge ausdehnt. Hierdurch entsteht eine hohe Belastung auf das Gehäuse und die Umgebung der Zellen. Diese Beanspruchung variiert je nach Aufbau und Zusammensetzung der chemischen Verbindungen.

Besondere Anforderungen

• Genaue Erfassung der Kräfte bzw. Ausdehnung mit Temperatur beim Laden und Entladen der Zellen
• Exakte Bewertung des Langzeitverhaltens und Alterungsprozesses

Für die exakte reproduzierbare Erfassung ist ein kritische Blick auf die Details notwendig. Genau definierte Vorspannkräfte können durch die feine Steigung der Montageschrauben aufgebracht werden. Durch möglichst einheitlich aufgebrachte Anzugsmomente wird eine gleichmäßige Kraftverteilung (Vorlast) erzeugt.

Durch die bei der Verwendung entstehenden Gase und damit entstehende Ausdehnung der flexiblen Pouch-Zelle wird eine Kraft auf die Aufnahmefläche erzeugt. Die entstehende Kraft ist abhängig von der Chemie, Aufbau der Zellen, Form, Temperatur oder auch Anzahl der Lade- und Entladezyklen.

Lösung

Durch eine genaue Untersuchung des Temperatur-/Kraftverlaufs bei den unterschiedlichen Lade- und Endladezyklen, ist es möglich wichtige Rückschlüsse im Zusammenhang der chemischen Elemente und der strukturellen Varianten zu erhalten. Diese Problematik, wird bei den immer größer werdenden Packungsdichten, welche in der Regel über die Kaskadierung vieler Zellen erfolgt, immer größer.

Mit der genauen Untersuchung der Ausdehnung kann eine optimale Anpassung der Zusammensetzung des Akkus und der Auslegung des Gehäuses erfolgen. Diese Erkenntnisse der maximalen thermischen und mechanischen Belastung unter extremen Bedingungen hilft somit, eine genaue spezifizierte Anforderung auf die Umgebung zu definieren, um den Schutz und die Sicherheit zu gewährleisten.

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