Inlinefähige Leifähigkeitsmessung im Mischprozess für Festkörperbatterien

Institut

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (TUM-ED)

Typ

Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / konstruktiv /  

Beschreibung

Du möchtest an einer Zukunftstechnologie arbeiten und dabei moderne Messtechnik, Datenanalyse und experimentelle Forschung verbinden? In dieser Masterarbeit entwickelst du ein bestehendes Messsystem für die prozessintegrierte Qualitätssicherung in der Festkörperbatterieproduktion weiter.

Im Mittelpunkt steht ein Versuchsaufbau, der die elektrische und ionische Leitfähigkeit von Kathodenslurries mithilfe einer mehrschichtigen elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) ortsaufgelöst erfasst. Eine vorangegangene Bachelorarbeit hat dafür bereits die Grundlage geschaffen: Der Aufbau ermöglicht die 3D-Rekonstruktion der Leitfähigkeitsverteilung in einem zylindrischen Messbehälter.

Deine Aufgabe ist es, aus diesem Laboraufbau ein Messsystem für den Inline-Einsatz während des aktiven Mischprozesses zu entwickeln. Dadurch sollen zeitliche Veränderungen der Leitfähigkeitsverteilung direkt und in Echtzeit beobachtet werden können, wie zum Beispiel die schrittweise Homogenisierung der Slurry oder das Einmischen von Feststoffpartikeln.

Dabei arbeitest du an zwei zentralen Fragestellungen:

• Integration in den Mischprozess: Du entwickelst den bestehenden Aufbau so weiter, dass Messungen auch während des laufenden Mischbetriebs möglich sind.
• Verbesserung der räumlichen Auflösung: Du optimierst die Elektrodenkonfiguration, die Messmustersequenz und die Rekonstruktionsalgorithmen, um die 3D-Leitfähigkeitskarte detaillierter und quantitativ belastbarer zu machen.

Zu deinen Aufgaben gehören insbesondere:

• Einarbeitung in die elektrochemische Impedanzspektroskopie und die bestehende Messhardware
• konstruktive und technische Weiterentwicklung des Versuchsaufbaus
• Integration des Messsystems in einen aktiven Mischprozess
• Planung und Durchführung eigener Experimente mit Kathodenslurries für Festkörperbatterien
• Auswertung und Interpretation zeitlich veränderlicher Leitfähigkeitsverteilungen
• Optimierung von Elektrodenanordnung und Messstrategien
• Weiterentwicklung und Bewertung von Rekonstruktionsalgorithmen
• Aufbereitung und Visualisierung der Messergebnisse

Du verbindest damit praktische Laborarbeit mit Programmierung, Messtechnik und wissenschaftlicher Analyse. Deine Ergebnisse zeigen, wie sich die Qualität einer Festkörperbatterieslurry bereits während ihrer Herstellung direkt überwachen und bewerten lässt. Damit leistest du einen konkreten Beitrag zur Entwicklung robuster und digital unterstützter Produktionsprozesse für die Batterie von morgen.

Voraussetzungen

• Du interessierst dich für die Produktionstechnik von Festkörperbatterien und elektrochemische Messtechnik.
• Du bringst Kenntnisse in Python oder MATLAB für Datenauswertung und algorithmische Weiterentwicklung mit.
• Du hast Freude an experimenteller Arbeit und daran, bestehende Versuchsaufbauten konstruktiv weiterzuentwickeln.
• Du arbeitest eigenständig, strukturiert und zuverlässig.
• Du gehst analytisch und lösungsorientiert an technische und wissenschaftliche Fragestellungen heran.

• Du kannst dich auf Deutsch oder Englisch gut verständigen.

  Wenn du gerne an einem bestehenden System weiterarbeitest, eigene technische Ideen umsetzt und Forschungsergebnisse direkt in einen produktionsnahen Anwendungskontext überführst, freue ich mich auf deine Bewerbung.

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

M.Sc. Constantin Rueß
Raum: 2306
Tel.: +49 89 289 154 87
constantin.ruessiwb.tum.de

Ausschreibung