Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Ziel des BMBF-Projektes: MULTIBAT
Die Entwicklung effizienter mathematischer Methoden zur Modellierung mehrphasiger und mehrskaliger Prozesse von Li-Ionen-Batterien.
Die Modellierung beinhaltet:
- die stochastische Strukturmodellierung poröser Elektroden zur Generierung parametrisierter dynamischer Strukturmodelle basierend auf Bilddaten,
- die mathematische Modellierung der zugrundeliegenden physikalischen und elektrochemischen Prozesse durch gekoppelte Systeme partieller Differentialgleichungen,
- deren effiziente hochaufgelöste Simulation mit modernen adaptiven Mehrskalenmethoden,
- sowie die Modellreduktion der hochdimensionalen parametrisierten Mehrskalensysteme, um schnelle Parameterstudien, Sensitivitätsanalysen oder Unsicherheitsquantifikationen durchführen zu können.
Die Arbeiten fokussieren sich auf die adaptive Modellierung von Degradationsprozessen, die zu einer Veränderung der zugrundeliegenden geometrischen Struktur des porösen Elektrodenmaterials führen. Exemplarisch wird in diesem Projekt die lokale Abscheidung von metallischem Lithium untersucht.