V6

Question 1

Eigenschaften der Solid-Elektrolyt-Interface

Answer 1

● Die SEI sollte möglichst geringe Lithiumverluste nach sich ziehen und dünn (wenige Nanometer) sein.
● Für einen sicheren und langen Betrieb einer Lithium-Ionen-Zelle sollte die SEI:
– Möglichst dünn und homogen sein
– KeineelektronischeLeitfähigkeitzurVermeidungweiterer
Elektrolytzersetzung,
– eine hohe Lithiumionenleitfähigkeit,
– eineeinheitlicheMorphologieundchemischeZusammensetzungfür eine homogene Stromverteilung,
– geringe Löslichkeit im Elektrolyten zur Vermeidung der SEI-Auflösung und dauerhaften Neubildung,
– eine gute Haftung, sowie mechanische Stabilität, aber auch Flexibilität aufweisen (Volumenänderungen während der Lithiuminterkalation und - deinterkalation), um Volumenänderungen (10%) auffangen zu können.

Question 2

EoL-Prüfung

Answer 2

1. Bevor die Zellen das Werk verlassen, durchläuft jede Zelle eine mechanische und elektrische Endkontrolle
2. Anschließend wird die Zelle mit einer Seriennummer bedruckt, die Rückschlüsse auf das Herstellungsdatum, die verbauten Zellkomponenten und die gemessenen Zellparameter ermöglicht.
3. Die Zellen werden auf den Versand-Ladezustand (entladen (Kapazitätsmessung).
4. Je nach Hersteller werden anschließend Pulstests, Messungen des Innenwiderstands (DC), der Selbstentladungsrate und der Kapazität, optische Inspektionen, OCV-Tests und Dichtheitstests durchgeführt.
5. Als letztes erfolgt die Charakterisierung und Sortierung der Zellen nach Leistungsklassen (sogenanntes Grading) und ggf. das Aussortieren von n.i.O.-Zellen
6. Wenn die Prüfungen abgeschlossen sind und alle Tests erfolgreich bestanden wurden, können die Zellen verpackt und versandt werden.

Question 3

Eindämmung der Gefährdungspotentiale kann durch verschiedene Systeme realisiert werden

Answer 3

Monitor- system HC- Gasdetektor

● Einsatz von Gasdetektoren zur Detektion von Hydrogencarbonaten
● Zellspannungs- und Temperaturüberwachungs-systeme
● Brandüberwachungssysteme
● Reduktion des Sauerstoffgehalts in
der Luft
● Installation von Brandschutz- barrieren
● Sicherheitsbehäter zur sicheren Lagerung von Zellen im Thermal Runaway

Question 4

Pilotlinie

Answer 4

● Nicht-maschinelleArbeitsschritte werden manuell ausgeführt
● FertigungvonwenigenPrototypen erlaubt keine Automatisierung
● Produktverändertsichstetig
● IdentifikationdesProzesses erfolgt manuell

Question 5

Fertigungslinie

Answer 5

Zwischenschritteerfolgenaus Kostengründen noch manuell
● Outputermöglichtmanuelle Handhabung
● ManuelleAusführungerfordert hohe Sicherheitsmaßnahmen
● AutomatisierungvonStückzahl abhängig

Question 6

Gigafactory

Answer 6

● GesamtheitderProzesselaufen automatisiert ab
● Automatisierungistbedingtdurch Taktzeiten, Output und Qualität
● AnlagenundProzessesind aufeinander abgestimmt
● Automatisierungkostengünstiger als manuelle Handhabung

Question 7

Prozesskette für das Recyceln pyrometallurgischen Verfahren

Answer 7

1. Demontage der Packs bis auf Modulebene.
2. Zuführung aller anderen Komponenten (Kunststoffe,
   Elektronik, Gehäuse, sonstiges) zu separaten
   Recyclingprozessen.
3. Vakuumthermische Behandlung zur Pyrolyse des
   Bindemittels, des Separators und Verdampfung des Elektrolyten, der als Kondensat zurückgewonnen wird. Somit werden Abgasemissionen vermieden.
4. Aufbrechen des Rückstandes, sodass Aluminium und Kupfer durch Sieben als Grobfraktionen zurückgewonnen werden.
5. Agglomeration der überbleibenden Feinfraktion des Elektrodenmaterials und pyrometallurgische Behandlung in einem Elektrolichtbogenofen. Das Lithium verdampft und die anderen Metalle werden als Legierungen zurückgewonnen.
6. Fällung des verdampften Lithiums als Lithiumkarbonat.