Laborkomplex Elektrochemische Speicher

Mit den Batterietestern und Potentiostaten vermessen wir verschiedene Batterietests wie z.B. Pulstest, Kapazitätstest, Zyklisierungstest im Zeitbereich und Impedanzmessung im Frequenzbereich, um die Parameter der elektrochemischen Vorgänge innerhalb der Batterien zu bestimmen:   

• Lade-/Entladestrom ± 10 µA bis ± 15 A bei einem Kanal
• maximaler Strom ±120 A bei paralleler Schaltung
• mit Booster erweiterbar bis zum ±800 A
• maximaler Spannungsbereich ±50 V
• Frequenzbereich für Impedanzmessung 10 µHz bis 4 MHz

Wir verfügen über zahlreiche Klimakammern für die Umwelt- und Klimasimulation, mit deren Hilfe wir das Zellverhalten von Batterien und anderen Energiespeichern sowie Wasserstofftechnologien unter verschiedenen Betriebsbedingungen vermessen. Des Weiteren bestimmen wir innerhalb dieser das kalendarische Alterungsverhalten von Batteriezellen bei unterschiedlichen Lagertemperaturen:

• Temperaturbereich -75 °C bis +180 °C
• Feuchtebereich 10 % bis 98 % r. F.

Mit Hilfe des Digitalmikroskops vermessen wir die Mikrostruktur der Elektroden bei verschiedenen Auflösungen und analysieren die Morphologie in drei Dimensionen. Damit untersuchen wir die Größenverteilung von Aktivmaterialpartikeln sowie deren Struktur und Schäden:

• Vergrößerung bis 500 Fach
• messbar bis < 1 µm

Weitere erforderliche Parameter für die Simulationsmodelle wie die spezifische Oberfläche, Porosität und Porendurchmesser von Elektroden bzw. Separatoren in Batterien sowie der Diffusionsschichten in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren werden von uns mit Hilfe des Quecksilberporosimeters und isothermer Gassorption charakterisiert:

• Partikeldurchmesser 0,01 bis 3000 μm
• Porendurchmesser 0,0036 bis 1000 μm
• Porengröße 0,7 bis 500 nm mit Stickstoff
• spezifische Oberfläche nach ISO9277 bis 0,01m²/g

Zur Bestimmung der Halbzellpotentiale öffnen wir die Batteriezellen in inerter Atmosphäre und präparieren Prüflinge für Versuchszellen aus den fertigen Elektroden. Mit den Versuchszellen bieten wir die Möglichkeit einer detaillierten Analyse von Batteriematerialien:

• 0,8m³ mit Argon befüllter Glovebox
• Versuchszelle PAT-Cell
• präzise Stanzwerkzeuge EL-Cut und ECC-Li-Punch