Digitale Analyse von Batterieseparatorstrukturen
PDF-Tutorial, EN
Auch wenn Batterieseparatoren keine aktiven Bestandteile von Lithium-Ionen-Batterien sind, hat ihre Mikrostruktur einen erheblichen Einfluss auf den Ionentransport – und damit auf Leistung, Effizienz und Lebensdauer der Batterie. Ein tieferes Verständnis dieser Struktur eröffnet große Potenziale für die Optimierung des Batteriedesigns.
Mit der GeoDict-Software lassen sich reale Separatorstrukturen analysieren, simulieren und gezielt optimieren – rein digital, auf Basis hochauflösender FIB-SEM-Scans.
In diesem PDF-Tutorial lernen Sie Schritt für Schritt:
- Strukturdaten importieren & zuschneiden: Import eines segmentierten FIB-SEM-Scans eines Celgard® PP1615 Separators und Vorbereitung für die Analyse.
- Mikrostruktur analysieren: Berechnung geometrischer Kennwerte und Transporteigenschaften wie Tortuosität und effektive Diffusion.
- Repräsentatives Volumen identifizieren (REV): Auswahl eines strukturell aussagekräftigen Bereichs für weitere Simulationen.
- Wechselwirkung simulieren: Analyse der Interaktion zwischen Separator und Elektrolyt sowie Simulation der mechanischen Verformung.
- Eigenschaften im verformten Zustand: Bewertung der Struktur- und Transporteigenschaften nach der mechanischen Belastung.
Als Beispiel dient ein öffentlich verfügbarer FIB-SEM-Datensatz des Celgard® PP1615 Separators, bereitgestellt von der MaDE-Gruppe der ETH Zürich (DOI-Link).
Das Tutorial richtet sich an Batterieentwickler, Materialforscher und Ingenieure, die Separatoren im Hinblick auf Transportverhalten und mechanische Stabilität digital untersuchen und verbessern möchten.
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