Ansätze der optischen Zustandsbestimmung in Lithium-Ionen-Batterien für die Nutzung in Elektro-Fahrzeugen

Abstract

Es werden aktuelle Entwicklungsarbeiten zur optischen Batteriesensorik dargestellt. Mittels spektraler Untersuchungen wurde eine Referenzierungsmöglichkeit bei der Bestimmung des Ladezustands gefunden, um einige unerwünschte Quereinflüsse zu reduzieren. Weiterhin wurde die Elektrodenkinetik der Lithium-Ionen-Interkalation mit bildauswertenden Methoden eingehend untersucht. Separate Lichtleitfasern wurden sowohl in die Graphit-Anode als auch in die Lithium-Eisenphosphat-Kathode innerhalb einer Batteriezelle eingebracht und deren Verhalten damit parallel beobachtet. Diese komplementären Informationen unterstützen das Batteriemanagement und erhöhen die Betriebssicherheit.

Current research and development on optical battery sensing is presented. Spectral investigations were used to find a referencing possibility in the determination of the state of charge in order to reduce some undesired cross influences. Furthermore, the electrode kinetics of lithium ion intercalation was investigated in detail using image analysis methods. Separate optical fibers were introduced into both the graphite anode and the lithium iron phosphate cathode within a battery cell. The optical behavior of both electrodes could be observed and compared in parallel. This complementary information supports battery management and increases operational reliability.