272 Prakt. Met. Sonderband 46 (2014) 
Dieser Prozess kann kontinuierlich oder sprunghaft bei spontaner Dekontaktierung Gealter 
erfolgen [1]. In der folgenden Arbeit werden für ausgewählte Zellen beispielhaft Zellöffn 
verschiedene Alterungsphänomene vorgestellt, die mit Hilfe klassischer Verfahren der Stabilisi 
Mikrostrukturanalytik identifiziert werden können. Dabei sollen Veränderungen des Anschli 
Zellwickels, des Kathodenaktivmaterials und des Separators im Vordergrund stehen. Auf zugewa 
anodenseitige Effekte wird in dieser Arbeit nicht eingegangen. Für grundlegende zugewa 
Informationen zu Aufbau- und Funktionsweise von Li-lonen-Zellen sei auf [2, 3, 4)] Fur die 
verwiesen. anschlie 
Details 
N Abwicke 
2. EXPERIMENTELLE DURCHFUHRUNG rasterel 
Gemini 
Es wurden kommerzielle Lithium-lonen-Rundzellen des Typs 18650 (Durchmesser: 18 Lichtmik 
mm, Höhe: 65 mm) mit dem Blendkathodenmaterial LiMn1/3Co01/3Ni1302 (kurz NMC) und Draufsic 
LiMn2O4 (kurz LMO) und dem Anodenmaterial Graphit im ungealterten und gealterten charakt 
Zustand vergleichend untersucht. In Tabelle 1 sind die Zellspezifikationen und 
mikroskopische Abbildungen zur Beschreibung des Aufbaus einer Zelle (Tab.1a) und die 
detaillierte Darstellung der Kathodenaktivmaterialen (LMO und NMC ) (Tab. 1b) aufgefthrt. 3. ER( 
31 E 
Tab. 1: Ubersicht der Zellspezifikationen der untersuchten Rundzellen Typ 18650 
. Va , Max. Abbildur 
Aktvmaterial ES BL Nennspannung Entladespannung Entlade- Zellen : 
Ti Mn Copa) O2 a untersct 
( 1 VS 113)O2 37.8 um & 1.5 Al LBV , 05 A mit hohe 
'iMn.O soll nac! 
b 
Es werden Ergebnisse von drei unterschiedlich gealterten Zellen vorgestellt, an denen 
Alterungsphänomene, mögliche Mechanismen und Auswirkungen auf die Kapazität gut 
vergleichend zu diskutieren sind. Bei Probe A handelt es sich um eine bei 70°C gelagerte 
Probe. Die Proben B und C wurden mit unterschiedlichen Stromstärken bei 25 °C zyklisiert 32 S 
(Probe B: 1,5 A entsprechen 1C, Probe C: 25 A, entsprechen 16 C). Für alle drei Proben 321 D 
wurden die Kapazitdtsabnahme (ber der Zeit bzw. Zyklenzahl bis zu einem State-of- 
Health (SOH) von bis zu 80 % zur Bewertung des Alterungszustands herangezogen, da Axiale C 
bei diesem SOH eine Zelle typischerweise als unbrauchbar für elektrifizierte Fahrzeuge Rundzell 
bewertet wird. Nach der Alterung wurden die verschlossenen Zellen mit einer ho 
Computertomographie (CT) (GE phoenix, 20 pm/Voxel) untersucht, um zunächst Zellwicke 
zerstorungsfrei potenzielle ,makroskopische” Veranderungen im Zellinnern detektieren zu (Probe | 
können. Um eine sichere Zellöffnung zu gewährleisten und für alle Zellen einen definierten Wickelin 
Ausgangszustand sicherzustellen, wurden zum anschließenden Offnen der Neuzellen einen in 
diese schonend zweimal mit einer Stromstärke von 5A zyklisiet und auf die Zelle C ¢ 
Entladespannung von 2.0 V entladen. 
20)