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A2.3 - Kontinuierliche Überwachung der Ausdehnung von Lithium-Ionen Zellen mittels dielektrischer Elastomer Sensoren DES

Event
22. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2024
2024-06-11 - 2024-06-12
Nürnberg
Band
Vorträge
Chapter
A2 - Innovative Sensorik für mechanische Messgrößen
Author(s)
J. Ziegler, G. Domann - Fraunhofer ISC,Würzburg
Pages
58 - 61
DOI
10.5162/sensoren2024/A2.3
ISBN
978-3-910600-01-0
Price
free

Abstract

Der Beitrag beschreibt die Entwicklung einer flächigen und weichen Sensorik, die in einem Batteriemodul zwischen Lithium-Ionen Batteriezellen platziert werden kann, um dort die Ausdehnung der Batteriezellen zu überwachen. Zum einen kann damit der Be- und Entladevorgang während des Betriebs überwacht werden, aber auch sicherheitskritische Zustände wie die permanente Ausdehnung der Zellen, welche zur Explosion führen kann, frühzeitig erkannt werden. Die dafür entwickelte Sensorfolie basierend auf dielektrischen Elastomer Sensoren (DES) wurde elektromechanisch charakterisiert und basierend darauf wurde eine direkte Umrechnung zur Messung der Ausdehnung in die Elektronik implementiert. Die Sensorfolie wurde zusammen mit einer kommerziellen Batteriezelle in einem Versuchsaufbau verspannt und einem langsamen Be- und Entladezyklus der Batteriezelle unterzogen. Die Sensordaten zeigen, dass die Ausdehnung während dieses Ladezyklus sehr präzise gemessen werden kann, selbst elektrochemische Vorgänge im Inneren der Batteriezelle lassen sich damit verfolgen.

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