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Ni/Zn Cell Simulations on a Continuum Scale

Schwab, Felix Konrad und Doppl, Britta und Herrmann, Niklas und Horstmann, Birger (2025) Ni/Zn Cell Simulations on a Continuum Scale. 4th International Zinc and other Aqueous Batteries Workshop (IZABW), 2025-09-17 - 2025-09-19, Kyoto, Japan.

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Kurzfassung

The shift to renewable energy and increasing electricity demand requires the development of low-cost, reliable and sustainable energy storage solutions. Nickel-zinc (Ni/Zn) batteries offer competitive specific energy and power densities while relying on largely low-cost resources with the benefit of being environmentally friendly and non-flammable [1,2]. However, crucial re-search topics as the zinc shape change at the Zn anode, proton intercalation processes at the Ni cathode and gas formation leading to cell dry-out are still incompletely understood. To address these knowledge gaps, we have developed a physics-based 3D+1D continuum model incorporating thermodynamic principles and volume averaging techniques and based on an existing Li-ion battery framework [3]. This allows to observe the redistribution of chemical species and phases during operation (e.g. zinc) [4]. Simulation results based on experimental validation provide insights for a better understanding of the Ni/Zn cell, which can help to enhance performance and to extend cycle life. Acknowledgements: This project has received funding from the EU's Horizon 2020 research and inno-vation programme under grant agreement No 963576 (LoLaBat – Long Lasting Batteries). Keywords: nickel-zinc, physical modelling, charge/discharge simulation, zinc shape change References: 1. McBreen, J. Journal of Power Sources 1994, 51 (1-2), 37–44. DOI: 10.1016/0378-7753(94)01954-1 2. Reddy, T. B. Linden's Handbook of Batteries, 4th ed.; McGraw-Hill: New York, NY, 2011 3. Latz, A.; Zausch, J. Journal of Power Sources 2011, 196 (6), 3296–3302. DOI: 10.1016/j.jpow-sour.2010.11.088 4. Schmitt, T.; Arlt, T.; Manke, I.; Latz, A.; Horstmann, B. Journal of Power Sources 2019, 432, 119–132. DOI: 10.1016/j.jpowsour.2019.126649

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220919/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Ni/Zn Cell Simulations on a Continuum Scale
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwab, Felix Konradfelix.schwab (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0401-0105NICHT SPEZIFIZIERT
Doppl, BrittaBritta.Doppl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Herrmann, NiklasNiklas.Borchers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9618-3723NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:nickel-zinc; physical modelling; charge/discharge simulation; zinc shape change; battery modelling; 3D simulations
Veranstaltungstitel:4th International Zinc and other Aqueous Batteries Workshop (IZABW)
Veranstaltungsort:Kyoto, Japan
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:17 September 2025
Veranstaltungsende:19 September 2025
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Elektrochemische Energiespeicherung
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für die elektrochemische Energiespeicherung
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Schwab, Felix Konrad
Hinterlegt am:15 Dez 2025 15:54
Letzte Änderung:15 Dez 2025 15:54

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