Leichte SpracheFELIKS
links: Vergleich rekonstruierter Mikrostruktur (links) und realistischer Mikrostruktur (rechts) (Quelle: TU München, Lehrstuhl für Numerische Mechanik) rechts: Dreidimensional aufgelöste Verteilung der Lithium-Konzentration im Aktivmaterial am Ende des Ladevorgangs. links: gesamtes Aktivmaterial, rechts: nur leitend verbundener Anteil des Aktivmaterials (Quelle: TU München, Lehrstuhl für Numerische Mechanik)
Das Ziel des Projekts FELIKS war die Entwicklung eines Simulationswerkzeugs für künftige, neuartige Batteriekonzepte mit Festelektrolyten unter enger Begleitung der Anwendersicht, um erstmals vorhersagefähige Simulationen von Festkörperbatterien zu ermöglichen. Alle relevanten physikalisch-chemischen Vorgänge sollten dabei durch eine realistische Modellierung abgebildet werden, insbesondere die beidseitige Elektrochemie-Strukturmechanik-Kopplung bei 3-D-Elektrodenstrukturen.
Die gesetzten Ziele wurden vollständig erreicht, inkl. zweier weiterer signifikanter Projektergebnisse. Das entwickelte Simulationsmodell basiert auf den Erhaltungs- und Grenzflächengleichungen der Elektrochemie und Strukturmechanik. Für die numerische Lösung dieser Gleichungen wurde die Finite-Elemente-Methode verwendet. Darüber hinaus wurde ein komplementäres Softwarewerkzeug zur automatischen Generierung von realitätsnahen, künstlichen Mikrostrukturen von 3-D-aufgelösten Feststoffbatterien entwickelt. Mit den beiden Softwarewerkzeugen wurden erfolgreich sowohl für ein umfassendes Validierungsbeispiel die in einem realen Experiment gemessenen Ergebnisse reproduziert als auch ein erster beispielhafter Design-Prozess durchgeführt, indem Parameter im Hinblick auf wichtige Zielgrößen optimiert wurden.
