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Impedanzspektroskopie an Batterien
Martin Kiel, ISEA RWTH Aachen University
Die Elektrochemische Impedanz Spektroskopie (EIS) findet zunehmend Bedeutung bei der Vermessung und Charakterisierung von Batterien und anderen elektrochemischen Systemen. Die Ergebnisse dieser nicht-invasiven Messmethode werden nicht nur in der Modellierung von Energiespeichern wie Batterien und Brennstoffzellen benutzt, sondern finden außerdem in der Grundlagenforschung und in der Diagnostik von Batterien Anwendung.
In diesem Vortrag wird kurz auf das Prinzip des Messverfahrens und dessen Besonderheiten eingegangen, die eine spezielle Messtechnik erforderlich machen. Batterien verhalten sich - wie andere elektrochemische Systeme - nichtlinear in ihrer Strom-Spannungscharakteristik. Die daraus resultierenden Anforderungen an das Messsystem werden ebenso beschrieben, wie grundlegende Ersatzschaltbilder von Batterien.
Darüber hinaus werden Anwendungen von EIS in und außerhalb des Laborbetriebs vorgestellt. Im Labor wird EIS zur Charakterisierung von Batterien und Einzelzellen, sowie zur Parametrierung von Batteriemodellen benutzt. Außerhalb des Labors wird EIS zur Diagnose von Batterien verwendet. Im Automobilbereich oder für unterbrechungsfreie Stromversorgungen wird EIS zur Bestimmung des "State of Health" (SoH) herangezogen. Speziell im Automobilbereich kommen hier auch abgewandelte Messmethoden wie z,B,die passive Impedanzspektroskopie zum Einsatz, die im Vortrag kurz beschrieben werden soll.
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