Kompetenzen und Ausstattung

Die Arbeitsgruppe kombiniert systematisch experimentelle und theoretische Methoden. Experimentelle Daten werden strukturiert in Datenbanken gesammelt, um Modelle zu parametrisieren und zu validieren. Experiment und Theorie werden systematisch im intelligenten Batterietestlabor für die Digitalisierung der Batterieentwicklung und -forschung zusammengeführt.

Elektrochemische Charakterisierung

Die Prozesse, die während des Betriebs von Batterien ablaufen, können oft nicht getrennt voneinander betrachtet werden und sind nicht auf eine bestimmte Längenskala beschränkt. Daher ist eine skalenübergreifende Charakterisierung notwendig. Es werden Batterien von der experimentellen Zelle bis hin zur großformatigen Batteriezelle untersucht.

• Batterietesten für Experimentalzellen (bis 3A)
• Batterietesten für großformatige Batteriezellen (bis 300A)
• Impedanzspektroskopie
• Nichtlineare Frequenzanalyse

Strukturelle und thermische Charakterisierung

Das elektro-(chemische) Verhalten kann oft nicht getrennt von thermischen, mechanischen und strukturellen Einflussgrößen betrachtet werden. Daher sind skalenübergreifende und multiphysikalische Ansätze erforderlich.

• Digitale Lichtmikroskopie
• Computertomographie
• Aufprägung von thermischen Randbedingungen
• Temperatur- und Wärmeflussmessung

Modellierung und Simulation

Die Arbeitsgruppe entwickelt Modelle und numerische Methoden auf verschiedenen Größenskalen. Diese reichen von Grenzflächen bis hin zur großformatigen Batteriezelle. Die Modelle werden für detaillierte Alterungs- und Betriebsanalysen sowie für die modellbasierte Optimierung und Regelung eingesetzt.

• Kontinuum Modellierung
• Kinetische Monte Carlo (KMC) Methode
• Modellparametrierung
• Multiskalensimulation
• Maschinelles Lernen