Einflussanalyse im Befüllprozesses in der Lithium-Ionen-Batterieproduktion

Institute

Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften

Type

Bachelor's Thesis / Semester Thesis /

Content

 

Description

Ausgangssituation 

Die Performance und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Zellen wird maßgeblich durch die Qualität des Benetzungsprozesses (Wetting) bestimmt. Während in der Laborfertigung häufig manuelle Verfahren mittels Pipette und statischem Vakuum zum Einsatz kommen, erfordert eine reproduzierbare Forschungsproduktion automatisierte Prozesse. Unterschiedliche Druckniveaus und Evakuierungsstrategien haben dabei einen direkten Einfluss auf die Kapillarwirkung und somit auf die Verteilgeschwindigkeit des Elektrolyten im Porenraum. Um die Lücke zwischen manueller Laborarbeit und automatisierter Anlagentechnik zu schließen, ist eine systematische Untersuchung der Prozessführung notwendig, die physikalische Effekte beim Befüllen gezielt nutzt.

Zielsetzung 

Ziel dieser Arbeit ist die wissenschaftliche Qualifizierung einer automatisierten Elektrolyt-Befüllanlage. Dabei soll der Einfluss variabler Druckprofile auf die Benetzungsqualität und Prozessdauer analysiert werden. Es gilt, die Anlage für den Routinebetrieb zu befähigen und dabei Strategien zu entwickeln, die über das einfache "Vakuumziehen" hinausgehen – etwa durch zyklische Druckwechsel oder definierte Relaxationsphasen. Ein wesentlicher Aspekt ist der direkte Vergleich der automatisierten Dosierung mit dem manuellen Referenzprozess, um Vorteile hinsichtlich Reproduzierbarkeit und Zellperformance quantitativ zu bewerten.

Vorgehensweise und Arbeitsmethodik 

Um diese Ziele zu erreichen, ist folgende strukturierte Vorgehensweise geplant:

• Inbetriebnahme der Anlagentechnik und Einarbeitung in die Softwaresteuerung zur Erstellung flexibler Druckrezepte.
• Konzeption einer Versuchsreihe (DoE) zur Variation von Haltedrücken, Evakuierungsgeschwindigkeiten und Dosierraten.
• Herstellung von Testzellen unter Variation der Befüllparameter sowie Aufbau einer Referenzgruppe im manuellen Verfahren.
• Charakterisierung der Benetzungsgüte (z.B. durch gravimetrische Analysen oder elektrochemische Tests) und Ableitung eines optimalen Prozessfensters

Zusatz

Im Rahmen der Studienarbeit werden dir grundlegende Kenntnisse zu Microsoft Office, Latex und Python vermittelt, welche dich langfristig im Studien- und späteren Arbeitsleben stärken werden. 

Das Thema Interessiert dich?
Dann bewirb dich mit zwei Sätzen per E-Mail bei mir (CV und aktueller Leistungsnachweis im Anhang). Alles Weitere besprechen wir im persönlichen Gespräch!

Requirements

Anforderungsprofil

• Begeisterung für Verfahrenstechnik und Batterieforschung
• Spaß an der Arbeit mit Anlagentechnik ("Hands-on"-Mentalität)
• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
• Zuverlässigkeit und Teamgeist

Possible start

sofort

Contact

Oskar Wittmann, M. Sc.
Room: MW 1330
Phone: +49 89 289 15442
oskar.wittmanniwb.tum.de

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