Grundlagen Lithium-Ionen Batterie-Technologie

Lithium-Ionen-Batterien haben sich in vielen Bereichen mobiler Anwendungen durchgesetzt. Ihre hohe spezifische Energie hat mobile Anwendungen aus dem 4C-Markt (Cordless tools, Cellular phones, Camcorder, Computer) zu ihrem Erfolg verholfen. Seit vielen Jahren sind Lithium-Ionen-Akkumulatoren für hohe Leistungen verfügbar und haben beispielsweise den Markt für Elektrowerkzeuge erobert. Ebenso wurden weiterentwickelte Systeme auch in Elektro- und Hybridfahrzeugen sowie in stationären Anwendungen zum Einsatz gebracht. Der Markt weist eine hohe Dynamik auf, nachdem auch viele Großproduktionen für großformatige Zellen in Betrieb sind. Auch in Europa sind diverse Produktionen im Aufbau. 

Ziel der Weiterbildung

– Funktionsprinzip und Eigenschaften moderner Lithium-Ionen-Batterien
– Stand der Technik, zukünftige Entwicklung
– Baukasten der Lithium-Ionen Aktivmaterialien und Zellkomponenten (für die verschiedenen Technologien)
– hochstromfähige Lithium-Ionen-Batterien
– Rohstoffe, Verfügbarkeit und Marktzahlen
– Lebensdauer
– Ladealgorithmen und Ladetechnik, Balancierung von Zellen
– Alterung und Alterungsverhalten
– Packaufbau und Modul-/Systemkonzepte
– Sicherheit von Lithium-Ionen Batterien und konstruktive Maßnahmen auf Zellebene
– Sicherheitskonzepte auf Systemebene
– Systeme der nächsten Generation, Weiterentwicklungen

Das Seminar ist vom VDSI Verband Deutscher Sicherheitsingenieure e.V. als geeignet für die Weiterbildung von Sicherheitsfachkräften nach § 5 (3) ASiG eingestuft worden, und die Teilnehmer erhalten auf der qualifizierten Teilnahmebescheinigung 1 VDSI-Punkte Arbeitsschutz.

Montag, 7. April  2025
9.00 bis 12.15 und 13.15 bis 16.30 Uhr

1. Einführung in Lithium-Ionen-Batterien

• Funktionsprinzip und Aufbau von Lithium-Ionen-Batterien
• die wichtigsten Eigenschaften von Lithium-Ionen-Zellen
• High-Power- und High-Energy-Zellen

2. Stand der Technik und zukünftige Entwicklungen

• verschiedene Aktivmaterialien für Lithium-Ionen-Systeme
• heutige und zukünftige Anodenmaterialien und ihre Eigenschaften
• Entwicklungen im Bereich Cobald-/Nickel- und Mangan-Oxide als Kathodenmaterialien
• alternative Kathodenmatierlaien wie Lithium-Eisenphosphat
• Kapazitätsentwicklung und weitere Verbesserung der Zellen
• Rohmaterialverfügbarkeiten
• Markt, Kosten und Kostenentwicklung
• Entwicklungstrends

3. Systemtechnik für Lithium-Ionen-Batterien

• Ladeverfahren
• Überwachungselektronik
• Ladungsausgleich
• Alterung und Zustandsbestimmung
• Aufbau von Packs (incl. Beispiele)

4. Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien

• prinzipielles Gefahrenpotenzial von Hochenergiezellen
• intrinsische Sicherheit von Zellen und Sicherheitselemente für Zelle und Pack
• Packdesign und Schutzelektronik
• Systemtests und Transporttests

5. Alternative Systeme

6. Ausblick: weiterentwickelte Lithium-Systeme sowie Metall-Luft-Batteriesysteme mit möglicher deutlich höherer Energiedichte