Entwicklung einer Messumgebung zur Magnetfeld- und Stromdichtemessung an Lithium-Ionen-Batterien

Derzeit steigt die Nachfrage an Hochleistungsbatteriesystemen zur Verwendung innerhalb der Elektromobilität und stationären Anwendungen. Die hierfür erforderlichen hohen Stromraten stellen gesteigerte Ansprüche an Zelldesign und deren Kontaktierung, bzw. können diese Lebensdauer und Sicherheit limitieren. Es bestehen wenige Methoden zur ex-situ-Charakterisierung der Alterung und Sicherheit von Batteriezellen. Eine vielsprechende Methode ist die Bestimmung der Stromdichteverteilung innerhalb der Zelle. Die zu entwickelnde Messumgebung ermöglicht die bisher einmalige kontaktlose Bestimmung von Stromstärke und- richtung mittels flächiger Magnetvektorfeldanalyse und bietet somit eine ortsaufgelöste Übersicht von Stromdichte und resultierendem Magnetfeld. Hiermit können limitierende Strompfade, fehlerhafte Kontaktierungen oder auch sich anbahnende interne Kurzschlüsse detektiert werden. Ebenso ist die Analyse von ggf. auftretenden Stromverdrängungseffekten bei hochdynamischen Belastungen möglich. Der aktuelle Stand der Technik erlaubt lediglich punktuelle Messungen ohne Visualisierung, so dass durch die Entwicklung die Forschungs- und Analysemöglichkeiten grundlegend ausgebaut werden.