Raphael Urban, M. Sc.

Projekt

Impedanzbasiertes Schnellladen

Hohe Ladezeiten zählen weiterhin zu den Hauptgründen, die viele potenzielle Käufer von der Anschaffung eines Elektrofahrzeugs abhalten. Besonders kritisch wirkt sich dabei der Schnellladevorgang auf die Lebensdauer der Batterie aus, da es unter ungünstigen Bedingungen zur metallischen Abscheidung von Lithium – dem sogenannten Lithium-Plating – kommen kann. Dieser schädliche Alterungsmechanismus führt zu Kapazitätsverlust, Sicherheitsrisiken und einer verkürzten Batterielebensdauer. Für die Entwicklung leistungsfähiger und gleichzeitig langlebiger Schnellladestrategien ist daher eine frühzeitige und zuverlässige Detektion von Lithium-Plating unerlässlich.

Die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) stellt ein vielversprechendes, nicht-invasives Diagnoseverfahren dar. Aufgrund ihrer Sensitivität gegenüber elektrochemischen Prozessen mit unterschiedlichen Zeitkonstanten kann EIS beginnendes Lithium-Plating anhand charakteristischer Veränderungen im Impedanzverhalten der Zelle identifizieren – noch bevor irreversible Schäden entstehen.

Ein wesentlicher Vorteil liegt in der Möglichkeit, Impedanzdaten in Echtzeit und direkt während des Ladevorgangs zu erfassen. Damit eröffnet EIS das Potenzial für eine intelligente, alterungsbewusste Schnellladestrategie, die sich dynamisch an den Zustand der Batterie anpasst und Lithium-Plating aktiv vermeidet.

Durch die Integration solcher zustandsabhängigen Diagnosedaten in das Ladeprotokoll lässt sich nicht nur die Batterielebensdauer signifikant verlängern, sondern gleichzeitig die Ladegeschwindigkeit optimieren, ohne die Sicherheit oder den Alterungszustand zu kompromittieren. Die EIS-basierte Schnellladeregelung könnte somit einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger und benutzerfreundlicher Elektromobilität darstellen.