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Methodik zur anwendungsspezifischen Gestaltung von Materialprozessketten für Lithium-Ionen-Batterien

ISBN: 978-3-86359-879-2

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Kurzübersicht

Die Mehrheit der Batteriezellhersteller betrachtet derzeit die Aktivmaterialien als Zulieferkomponente. Durch den Schritt hin zur Erschließung der Materialherstellungsprozesse ergibt sich für Zellhersteller die Möglichkeit, einen größeren Einfluss auf die Kosten und Eigenschaften ihrer Produkte zu nehmen. In der Dissertationsschrift wurde eine Methodik entwickelt, die Zellhersteller bei der erstmaligen Erschließung des Herstellungsprozesses von Aktivmaterialien für Batteriezellen unterstützt.

Methodik zur anwendungsspezifischen Gestaltung von Materialprozessketten für Lithium-Ionen-Batterien

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Details

Lithium-Ionen-Batterien rücken seit einigen Jahren stärker in den Fokus von Forschung und Industrie. Sie gelten als eine der Schlüsselkomponenten für die Dekarbonisierung industrieller Gesellschaften und als Befähiger für innovative Produkte. Seit ihrer Markteinführung steigen die weltweiten Produktionskapazitäten stark an. Immer mehr Unternehmen versuchen die Batteriezellproduktion zu erschließen. Das starke Wachstum und der steigende Wettbewerb führten in den vergangenen Jahren zu einer stetigen Preisdegression von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die Aktivmaterialkosten machen den größten Anteil an den Herstellungskosten einer Lithium-Ionen-Batteriezelle aus und bestimmen maßgeblich die Leistungseigenschaften. Die Mehrheit der Batteriezellhersteller betrachtet derzeit die Aktivmaterialien seiner Zellen als Zulieferkomponente. Damit stehen Batteriezellhersteller vor der Herausforderung, dass ein Großteil ihrer Kosten und Eigenschaften ihrer Batteriezelle durch ihre Zulieferkette festgelegt werden. Durch den Schritt hin zur Erschließung der Materialherstellungsprozesse ergibt sich für Batteriezellhersteller die Möglichkeit, einen größeren Einfluss auf die Kosten und Eigenschaften ihrer Produkte zu nehmen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer Methodik, die Batteriezellhersteller bei der erstmaligen Erschließung des Herstellungsprozesses von Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Batteriezellen unterstützt, um damit einen größeren Einfluss auf die Kosten und Eigenschaften ihrer Produkte nehmen zu können.
Die Methodik setzt sich aus drei aufeinander aufbauenden Phasen zusammen, die den Anwender systematisch von der anwendungsspezifischen Auswahl und Planung des Aktivmaterials bis hin zur Planung der zugehörigen Prozesskette führt. In der ersten Phase wird auf Basis der Anforderungen an die Batteriezelle eine geeignete Materialgruppe ausgewählt und die Eigenschaften bzw. Merkmale des Materials definiert. In der zweiten Phase werden unterschiedliche Prozessketten untereinander verglichen und die für den Anwendungsfall geeignetste Prozesskette ausgewählt und modelliert. Kernstück der Methodik ist die Analyse und Charakterisierung der Prozesskette in der dritten Phase. Auf Basis einer qualitativen und quantitativen Analyse der Kausalbeziehungen innerhalb der Prozesskette erfolgt die Parametrisierung der einzelnen Prozessschritte.

 

Zusatzinformation

Autor vom Hemdt, Ansgar
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-879-2
Gewicht 0.408 kg
Erscheinungsdatum 31.08.2020
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