Themenliste für die zweite Generation SiMET-Promovierender
Promotionsthema |
Methoden |
Themenpaten |
PT2.1: Einfluss von Leitfähigkeitsadditiven und deren Verteilung auf die Leistungseigenschaften von Lithium-Ionen Batterien - vergeben - |
Partikelebene, komplexe Geometrien, Parallelisierung |
Nirschl, Wetzel |
PT2.2: Partikelbasierte Methoden für die Berechnung von effektiven Transporteigenschaften und Mechanik in granularen Mehrphasen-Elektroden - vergeben - |
Diskrete-Elemente-Methode, Widerstands-Netzwerk-Methode, ~10^4 Partikel, elektronscher, ionischer und thermischer Transport, mechanische Verdichtung, Partikelschwellung |
Kamlah, Nirschl |
PT2.3: Numerische Methoden für mechanische und elektrochemische Prozesse in Elektrodenmaterialien ausgehend von der Partikelebene |
Partikel-Ebene (wenige Partikel), Phasenübergang, Partikelschwellung, |
Dörfler, Nirschl
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PT2.4*: Theorie für Transport und Mechanik geladener, polykristalliner Zwischenphasen |
SEI, polykristalline Strukturen, kristalline Strukturen, Transport an Korngrenzen, viskoelastische Deformationen |
Latz, Bessler |
PT2.5: Elektrische/Thermische Transportpfade von Kompositelektroden – Effekte von Elektrodenmorphologie und mechanischer Last während des Batteriebetriebs |
Mechanisch-elektrische Messungen, Operando Substratkrümmungsexperimente, Rasterelektronenmikroskopie und Rasterionenmikroskopie |
Mönig, Kamlah, Guthausen |
PT2.6: Untersuchungen mittels NMR and µCT an Batteriekomponenten, insbesondere der Anode - vergeben - |
NMR, µCT als in-situ analytische Methoden, Datenmodellierung, Prozesse an der Anode |
Guthausen, Wetzel |
PT2.7: Thermisch induzierte Alterung in Li-Ionen-Batterieanoden: Modellierung und Validierung - vergeben - |
Thermisch-(elektro-)chemisches Elektrodenmodell, Alterung, Performance- und Oberflächenänderungen, SEI, dynamische Diagnose |
Krewer, Bessler |
PT2.8**: Chemische, mechanische und Transport-Wechselwirkungen zwischen den Elektroden einer Lithium-Ionen-Batterie: Einfluss auf Zellleistung und -Alterung |
Pseudo-3D Kontinuumsmodell; diffusive und konvektive Transportvorgänge; Alterungsreaktionen |
Bessler, Latz |
PT2.9*: Theorie für gemischt ionisch-elektrisch leitende Binder-Rußgemische und ihr Einfluß auf makroskopische Impedanzen |
Binder-carbon black Mischungen, gemischte ionisch-elektronische Leitung in porösen Medien, binderinduszierte lokale Überpotentiale |
Latz, Dörfler |
PT2.10: Multiphysikalische Modellierung und Simulation großformatiger Li-Ionen Zellen - vergeben - |
Homogen. multiphysikalische Multiskalenmodelle, elektrochemisch-thermisch-mechanisch, selektive Dimensionsreduktion, adaptive Homogenisierung, exp. Parametrierung und Validierung |
Weber, Krewer, Wetzel |
PT2.11: Simulation thermisch induzierter Alterungseffekte in großformatigen Li-Ionen Zellen - vergeben - |
3D Zellmodell thermisch-elektrochemisch, dynamische Simulation, Alterungsmodelle, Parametrierung, Modellvalidierung |
Wetzel, Dörfler |
PT2.12**: Operando Diagnostik des Gesundheitszustands von Lithium-Ionen-Batterien mittels physikalisch-chemischer Zellalterungsmodelle - vergeben - |
Zustandsschätzung mit Beobachtern; Pseudo-3D Kontinuumsmodell, Lebensdauervorhersage |
Bessler, Weber, Krewer |
* Promotionsstandort Helmholtz-Institut Ulm
** Promotionsstandort Hochschule Offenburg
List of topics for the 2nd Generation SiMET PhDs
Topic |
Methods |
Supervisor |
PT2.1: Influence of conductivity additives and their distribution on the performance properties of |
particel level, complex geometries, parallelization |
Nirschl, Wetzel |
PT2.2: Particle based methods for the computation of effective transport properties and mechanics in granular multiphase electrodes |
discrete element method, resistor network method, ~10^4 particles, electronic, ionic and thermal transport, mechanical densification, particle swelling |
Kamlah, Mönig |
PT2.3: Numerical methods for mechanical and electrochemical processes in electrode materials on the particle level |
particle level, few particles, phase transition, particle swelling, |
Dörfler, Nirschl |
PT2.4*: Theory for transport and mechanics of charged, polycrystalline interphases |
SEI, polycrystalline structures, grain boundary transport, viscoelastic deformations |
Latz, Nirschl |
PT2.5: Electrical/thermal transport pathways of composite electrodes - effects of electrode morphology and mechanical load during battery operation |
mechanical-electrical measurements, operando substrate curvature experiments, Scanning Electron and Focused Ion Beam Microscopy |
Mönig, Guthausen |
PT2.6: Investigation of battery components, especially the anode, via NMR and µCT |
NMR, µCT as in-situ analytics, data modelling, processes at the anode |
Guthausen, Weber |
PT2.7: Thermally induced aging at Li-ion battery anodes: modeling and validation |
Thermal (electro-)chemical electrode model, aging, performance and surface changes, SEI, dynamic diagnosis |
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PT2.8**: Chemical, mechanical and transport coupling between the electrodes of a lithium-ion battery: Influence on cell performance and aging |
pseudo-3D continuum model, diffusive and convective transport processes, aging reactions |
Bessler, Latz |
PT2.9*: Theory of mixed ionic-electronic transport in binder phase and its impact on macroscopic impedances |
binder-carbon black mixtures, mixed ionic-electronic conduction in porous media, binder induced local overpotentials |
Latz, Wetzel |
PT2.10: Multiphysics modeling and simulation of large-size Li-ion cells |
homogenized multiphysics and -scale models, electrochemical, thermal and mechanical, selective dimension reduction and adapted homogenization, experimental parameterization and validation |
Weber, Wetzel |
PT2.11: Simulation of the influences of thermally induced inhomogeneities in large scale Li-ion cells on aging |
3D cell model, thermal-electrochemical, dynamic simulation, aging models, parameterization, model validation |
Wetzel, Dörfler |
PT2.12**: Operando diagnostics of the state of health of lithium-ion batteries with physicochemical cell aging models |
State estimation with observers, pseudo-3D continuum model, lifetime prediction |
Bessler, Weber |
* Location Helmholtz-Institut Ulm
** Location Hochschule Offenburg