Universität Stuttgart
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Item Open Access Aging‐driven composition and distribution changes of electrolyte and graphite anode in 18650‐type Li‐ion batteries(2022) Petz, Dominik; Baran, Volodymyr; Peschel, Christoph; Winter, Martin; Nowak, Sascha; Hofmann, Michael; Kostecki, Robert; Niewa, Rainer; Bauer, Michael; Müller‐Buschbaum, Peter; Senyshyn, AnatoliyA series of low‐temperature studies on LiNi0.80Co0.15Al0.05O2 18650‐type batteries of high‐energy type with different stabilized states of fatigue is carried out using spatially resolved neutron powder diffraction, infrared/thermal imaging, and quasi‐adiabatic calorimetry. In‐plane distribution of lithium in the graphite anode and frozen electrolyte in fully charged state is determined non‐destructively with neutron diffraction and correlated to the introduced state of fatigue. An independent electrolyte characterization is performed via calorimetry studies on variously aged 18650‐type lithium‐ion batteries, where the shape of the thermodynamic signal is evolving with the state of fatigue of the cells. Analyzing the liquid electrolyte extracted/harvested from the studied cells reveals the decomposition of conducting salt to be the main driving factor for fatigue in the electrolyte degradation.Item Open Access Berechnung von Temperaturfahnen im Grundwasser mit analytischen und numerischen Modellen(2022) Ohmer, Marc; Klester, Artur; Kissinger, Alexander; Mirbach, Stefan; Class, Holger; Schneider, Martin; Lindenlaub, Martin; Bauer, Michael; Liesch, Tanja; Menberg, Kathrin; Blum, PhilippMit zunehmender Anzahl an Grundwasserwärmepumpenanlagen steigt auch das Potenzial an Nutzungsüberlagerungen. Im Rahmen des wasserrechtlichen Genehmigungsverfahrens ist es daher erforderlich, u. a. die von einer Anlage ausgehenden Temperaturfahnen im Grundwasser zu berechnen. In Baden-Württemberg wurde als Erweiterung des für Anlagen ≤ 45.000 kWh/a gültigen Leitfadens des Umweltministeriums Baden-Württemberg das Thermische Online-Modell (TOM) entwickelt. Hierbei handelt es sich um ein vereinfachtes, browserbasiertes, numerisches Grundwassermodell. Ziel dieser Studie ist, die mit TOM berechneten Ausdehnungen von Temperaturfahnen durch mit analytisch und einem kalibrierten numerischen Modell berechnete Temperaturfahnen zu evaluieren. Der Vergleich mit den analytischen Berechnungsmethoden zeigt, dass diese die Ausbreitung der Temperaturfahnen in Relation zu den numerischen Modellen grundsätzlich überschätzen. Für kleine und mittlere Anlagen (< 10 l/s) wurden mit TOM vergleichbare Ergebnisse wie mit einem kalibrierten numerischen Modell berechnet. Für größere Anlagen (> 10 l/s) ist aufgrund der weiträumigeren Ausbreitung der Temperaturfelder die Simulation mit einem kalibrierten numerischen Planungsmodell zu empfehlen.