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Ronald Gordon

M.Sc. Ronald Gordon

Gruppe: 

Angewandte Mechanik


Raum: 218
Tel.: +49 721 608 -43757
ronald gordonPhw8∂kit edu

KIT - Campus Süd
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik

Arbeitsgruppe Angewandte Mechanik
Gotthard-Franz-Straße 3, Geb. 50.31  
76131 Karlsruhe



Forschungsthema

Forschungsthema

Einfluss des polymeren Bindemittels auf die Performance von Lithium-Ionen Batterien

Lithium-Ionen Batterien (LiB) zeigen großes Potential für Anwendungen als stationäre Energiespeicher und/oder in elektrischen Fahrzeugen. Die Performance der Batterie hängt stark von der Zellfertigung ab. Die Energie- und Leistungsdichte, die Kapazität und die Zyklenstabilität können durch Verbesserung der Elektrodenstruktur und Komponentenverteilung erhöht werden.

Die Elektroden bestehen aus Aktivmaterialien und Stromableitern. Zunächst werden die Aktivmaterialien als Pasten auf die metallischen Stromableiterfolien beschichtet. Diese Pasten enthalten neben den Aktivmaterialpartikeln Ruß zur Verbesserung der Leitfähigkeit und Polymere als Bindemittel. Trotz der enormen Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der LiB ist der tatsächliche Beitrag des Bindemittels zur Zellperformance immer noch unklar. Der Binder sorgt für Kohäsion in der trockenen Elektrodenschicht sowie für die Haftung am Stromableiter. Weiterhin können Binder als Verdickungsmittel wirken und sie werden genutzt, um das Fließverhalten und damit das Verarbeitungsverhalten der Elektrodenpaste zu steuern. Schließlich können Bindemittel auch als Dispergierhilfsmittel für das Aktivmaterial oder die Rußpartikel dienen und so die Komponentenverteilung in der trockenen Elektrodenschicht entscheidend beeinflussen.

Im Rahmen des Forschungsprojekts wird systematisch der Einfluss verschiedener polymerer Binder auf die oben genannten Eigenschaften der Elektrodenpasten sowie der trockenen Elektrodenschichten untersucht. Bindertyp und Konzentration, deren Molekulargewicht sowie die Bedingungen der Pastenherstellung werden variiert. Die rheologischen Eigenschaften der Elektrodenpasten und die Mikrostruktur der trockenen Elektrodenschichten sowie die resultierende Komponentenverteilung werden charakterisiert. Leitfähigkeitsmessungen der Elektrodenschichten und Zyklentests der fertigen Elektroden werden zur Untersuchung der elektrochemischen Performance der Zelle durchgeführt. Ein Binder-Design und ein Pastenformulierungskonzept werden basierend auf den resultierenden Daten vorgeschlagen, so dass LiB-Zellen mit verbesserter elektrochemischer Performance, einschließlich einer erhöhten Zyklenfestigkeit, gefertigt werden können.

 

Liste Bachelor- / Masterarbeiten
Titel Typ Datum Betreuer
Bachelorarbeit / Masterarbeit nach Vereinbarung
Bachelorarbeit nach Vereinbarung
Bachelorarbeit / Masterarbeit nach Vereinbarung
Bachelorarbeit nach Vereinbarung


Lehrveranstaltungen - Ronald Gordon
Titel Typ Semester Ort
Übung 1.

Geb. 50.35 HS a. F. (Di, 14:00 - 15:30)

Geb. 11.40 Tulla HS (Do, 15:45 - 17:15)