Aufgabestellung

Lithium-Ionen-Batterien heben sich durch hohe Energie- und Leistungsdichten sowie lange Lebensdauer ab und gehören heute in verschiedenen Anwendungen zu den gefragtesten Energiespeichern. In den kommenden Jahren werden deren Produktionszahlen durch Elektrifizierung des Verkehrssektors und fortschreitende Digitalisierung weiter steigen. Hierzu ist eine Optimierung des Fertigungsprozesses in Hinblick auf Energie- und Materialeffizienz sowie Zellqualität essenziell. Ein entscheidender Schritt im Fertigungsprozess der Batterien besteht in der Reduzierung der Wasser- oder Lösemittelbeladung durch ein geeignetes Trocknungsverfahren. Zu diesem Zweck wird derzeit in der Arbeitsgruppe Thin Film Technology ein auf Performance sowie Effizienz optimierter Elektroden-Trockner entwickelt, welcher in einer Demonstratoranlage zum Einsatz kommt.Um die Energieeffizienz des Trocknungsprozesses der Batterieelektroden zu steigern, soll im Rahmen dieser Bachelorarbeit die Integration eines Wärmeübertragers bzw. eines Kondensators zur Vorwärmung der Trocknungsluft untersucht werden. Dazu werden zunächst die Grundlagen von Luft-Luft-Wärmeübertragern und Kondensatoren (Typen/Bauarten/Kosten) im Rahmen einer Literaturrecherche erarbeitet. Durch eine geeignete Berechnung (analytische Bilanzierung/numerische Simulation) soll evaluiert werden, welchen energetischen (Steigerung der Energieeffizienz) sowie wirtschaftlichen Effekt die Nutzung der Abluft zur Frischluft-Vorwärmung hat, sodass der Einsatz eines passenden Systems bewertet werden kann. Weiter soll geprüft werden ob für die Anwendung ein konventioneller (auf dem Markt verfügbare) Wärmeübertrager geeignet ist oder ob eine Eigenkonstruktion erforderlich ist. Unter Umständen kann abschließend eine Auslegung und Dimensionierung sowie konstruktive Umsetzung vorgenommen werden. Die Ergebnisse sind übersichtlich in einem Abschlussbericht darzustellen. Besonderer Wert wird auf eine klar strukturierte Darstellung der Ergebnisse gelegt. Die Ergebnisse sind nach Abgabe der Arbeit im Rahmen des Kolloquium Thin Film Technology in einem Vortrag darzustellen und zu diskutieren.