Noch sind Lithium-Ionen-Akkus für Elektroautos zu teuer, ihre Reichweiten zu gering. Neue Materialien sollen für bessere Akkus sorgen. Die Simulationssoftware Best, kurz für Battery and Electrochemistry Simulation Tool, des Projekts „Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität“ hilft, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Den ITWM-Forschern ist es gelungen, die komplette Batteriezelle sowie Transport- und Reaktionsvorgänge der Lithium-Ionen sowohl auf makroskopischer als auch auf mikroskopischer Ebene darzustellen. Dies leistet in dieser Form keines der derzeit erhältlichen kommerziellen Programme. Indem die Struktur der Elektroden räumlich aufgelöst und dreidimensional dargestellt wird, lassen sich Parameter wie Konzentrationsverhältnisse der Lithium-Ionen, Elektrolytkonzentration und Stromdichte berechnen. Die Berechnungen erfolgen mit einem speziellen, selbst programmierten Finite-Volumen-Verfahren, das die Forscher in die Software integrierten. Die Verteilung des Stromflusses gibt beispielsweise Aufschluss über die Wärmeproduktion in der Batterie. „Hotspots“, die besonders heiß werden und sich entzünden könnten, sind mit der Software schnell aufgespürt. Auch Alterungseffekte lassen sich damit bewerten.
Fraunhofer ITWM, Karlsruhe,
Tel. (0631) 31600-0,
Halle 2, Stand D22
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