Einfluss der Werkstoffeigenschaften und der Verfahrensparameter auf die Ausbildung von mehrlagigen U

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Die Speicherung elektrischer Energie ist entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität, wobei Lithium-Ionen-Technologie vielversprechende Speichersysteme bietet. Eine großformatige Lithium-Ionen-Zelle besteht aus einem Mehrlagensystem von Anoden-, Separator- und Kathodenfolien, die durch Ultraschallfügen verbunden und von einem lithiumhaltigen Elektrolyten umgeben sind. Die metallischen Trägerfolien aus Aluminium und Kupfer durchlaufen zahlreiche technologische Schritte, von der Lagerung über die Elektrodenherstellung bis zur fertigen Batterie. Das Ausgangsgefüge der Metallfolien und ihre Eigenschaften beeinflussen die Auswahl der Prozessparameter für die Fertigung. Während des Produktionszyklus ändern sich das Gefüge und die Eigenschaften der Folien erheblich. In Abhängigkeit von den Technologien der Elektroden- und Zellfertigung wurden Untersuchungen zu Gefüge-Eigenschaftsveränderungen an den metallischen Trägerfolien und Ableiterwerkstoffen durchgeführt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Werkstoffmodelle für das Ultraschallfügen der Mehrlagenstapel entwickelt. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der hergestellten Fügeverbindungen wurden ebenfalls bewertet. Dies erweitert das Verständnis der werkstoffseitigen Einflussgrößen auf die Elektrodenfertigung und die Herstellung von mehrlagigen Ultraschallfügeverbindungen in großformatigen Lithium-Ionen-Zellen und verdeutlicht die Bedeutung einer gezielten Werks