Bolay, Linda und Schmitt, Tobias und Hein, Simon und Mendoza-Hernandez, Omar und Hosono, Eiji und Asakura, Daisuke und Kinoshita, Koichi und Matsuda, Hirofumi und Umeda, Minoru und Sone, Yoshitsugu und Latz, Arnulf und Horstmann, Birger (2022) Microstructure-resolved degradation simulation of lithium-ion batteries in space applications. Journal of Power Sources Advances. Elsevier. doi: 10.1016/j.powera.2022.100083. ISSN 2666-2485.
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- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB |
Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666248522000014
Kurzfassung
In-orbit satellite REIMEI, developed by the Japan Aerospace Exploration Agency, has been relying on off-the-shelf Li-ion batteries since its launch in 2005. The performance and durability of Li-ion batteries is impacted by various degradation mechanisms, one of which is the growth of the solid-electrolyte interphase (SEI). In this article, we analyse the REIMEI battery and parameterize a full-cell model with electrochemical cycling data, computer tomography images, and capacity fading experiments using image processing and surrogate optimization. We integrate a recent model for SEI growth into a full-cell model and simulate the degradation of batteries during cycling. To validate our model, we use experimental and in-flight data of the satellite batteries. Our combination of SEI growth model and microstructure-resolved 3D simulation shows, for the first time, experimentally observed inhomogeneities in the SEI thickness throughout the negative electrode for the degraded cells
| elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/187196/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Titel: | Microstructure-resolved degradation simulation of lithium-ion batteries in space applications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autoren: |
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| Datum: | März 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Erschienen in: | Journal of Power Sources Advances | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Referierte Publikation: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1016/j.powera.2022.100083 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verlag: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2666-2485 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stichwörter: | Li-ion battery, Solid-electrolyte interphase, REIMEI satellite, Degradation model, Microstructure-resolved simulation, Parameter identification | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Forschungsbereich: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programm: | Materialien und Technologien für die Energiewende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Programmthema: | Chemische Energieträger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Schwerpunkt: | Energie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Forschungsgebiet: | E SP - Energiespeicher | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | E - Elektrochemische Prozesse | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Standort: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institute & Einrichtungen: | Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt von: | Bolay, Linda | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hinterlegt am: | 22 Jul 2022 15:13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Letzte Änderung: | 26 Jul 2022 12:44 |
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