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Statistische Betrachtung experimenteller Alterungsuntersuchungen an Lithium-Ionen Batterien

Das Alterungsverhalten von Lithium-Ionen Batterien wird durch eine Vielzahl von Prozessen bestimmt. Diese sind weder alle bekannt noch verstanden. Es ist daher derzeit nicht möglich, aus physikalisch/chemischen Grundgleichungen zuverlässig auf das Alterungsverhalten zu schließen. Es sind experimente... Full description

Published: Aachen, Shaker, 2014
Series: Aachener Beiträge des ISEA (ABISEA)
74
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Links: Additional Link (www.shaker.eu)
ISBN: 9783844034233
Additional Keywords: ALTERUNGSVERHALTEN
EINFLUSSGROESSE
EMPIRISCHES-MODELL
EXPERIMENTELLE-UNTERSUCHUNG
LEBENSDAUER
LITHIUM-IONEN-AKKUMULATOR
MESSWERT
STATISTISCHES-VERFAHREN
Notes: Copyright: Metadaten: TEMA, Copyright WTI-Frankfurt eG
Copyright: (C) Alle Rechte beim Herausgeber
Physical Description: 165 Seiten, Bilder, Tabellen, 113 Quellen
PPN (Catalogue-ID): WTI05501061X
Note: WTI TEMA DB
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520 |a Das Alterungsverhalten von Lithium-Ionen Batterien wird durch eine Vielzahl von Prozessen bestimmt. Diese sind weder alle bekannt noch verstanden. Es ist daher derzeit nicht möglich, aus physikalisch/chemischen Grundgleichungen zuverlässig auf das Alterungsverhalten zu schließen. Es sind experimentelle Untersuchungen nötig. Da sehr viele verschiedene Betriebsbedingungen möglich sind und keine Aussagen über den generellen Verlauf bezüglich einer Einflussgröße gemacht werden können, sind diese Tests sehr zeitaufwendig und damit teuer. Zusätzlich ist aufgrund der Vielzahl von möglichen Materialkombinationen für Lithium-Ionen Batterien eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Zelltypen nicht möglich. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Methodiken zu entwickeln, mit denen es sowohl möglich ist, den Aufwand für empirische Alterungsuntersuchungen zu reduzieren, als auch die ermittelten Messwerte derart zu verarbeiten, dass eine möglichst hohe Aussagekraft der Daten erreicht wird. Dies kann einerseits durch Reduktion der Anzahl an nötigen Messungen und deren Dauer und andererseits durch die Anwendung statistischer Verfahren zur Auswertung der Messdaten erreicht werden. Dabei ist die besondere Herausforderung, dass die Lebensdauer von Lithium-Ionen Batterien stetig besser wird und somit immer kleinere Veränderungen zuverlässig vermessen und extrapoliert werden müssen. Ebenso weist ein elektrochemisches System ein hochgradig nichtlineares Verhalten auf, weshalb viele Verfahren zur Reduzierung des Messaufwands nicht, angewendet werden können. Die Verwendung von statistischen Methoden wird dadurch begründet, dass jede Messung mit einer Unsicherheit verknüpft ist. Hinzu kommt, dass auch Prüflinge desselben Typs aufgrund von Variationen im Produktionsprozess zufallsverteilte Eigenschaften aufweisen. Um verschiedene Methodiken vergleichen zu können, ist es nötig Parametervarianzen zu quantifizieren und zu erkennen, ob diese einerseits aus der Messung herrühren oder andererseits durch die Prüflingsvarianz begründet sind. Dies erlaubt weiterhin die Qualität von empirischen Modellen zu quantifizieren beziehungsweise zu optimieren. 
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