Ladezustandsbestimmung von Lithium-Schwefel-Zellen mit Hilfe von in-situ Impedanzspektroskopie

Die Akzeptanz und Benutzerfreundlichkeit von Elektrofahrzeugen kann durch den Einsatz von innovativen Batterietechnologien verstärkt werden. Lithium-Schwefel-Batterien sind eine aussichtsreiche Technologie für derartige Anwendungen, da sie sich, verglichen mit konventionellen Lithium-Ionen-Batterien, durch eine höhere Energiedichte auszeichnen. Für eine erfolgreiche Implementierung ist allerdings in jedem Fall eine robuste und zuverlässige Ladezustandsbestimmung notwendig. Weiterhin wäre eine einfache Verknüpfung dieser Batterietechnologie mit handelsüblichen Batteriemanagementsystemen wünschenswert. Der hier gezeigte Ansatz zur Ladezustandsbestimmung von Lithium-Schwefel-Batterien basiert auf in-situ Impedanzspektroskopie. Dazu wurde der Einfluss vom Ladezustand und der Zelltemperatur auf die Impedanz von Lithium-Schwefel-Pouchzellen untersucht. Anhand dieser Messungen konnte gezeigt werden, dass sich der Ladezustand solcher Zellen mit Impedanzmessungen präziser bestimmen lässt als mit konventionellen Methoden wie beispielsweise Ruhespannungsmessungen. Um die Anwendbarkeit dieser Methode zu demonstrieren, wurde ein Algorithmus zur Ladezusandsbestimmung entwickelt und auf ein Batteriemanagementsystem, welches Impedanzmessungen durchführen kann, implementiert