Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Die EIS ist ein weit verbreitetes, zerstörungsfreies Verfahren zum Charakterisieren von Li-Ionen-Batterien. In Experimenten wird sie üblicherweise durch eine Anregung der gesamten Batteriezelle mit einem kleinen Wechselspannungs- oder Stromsignal realisiert. Durch die Messung der resultierenden Strom- bzw. Spannungsantwort der Zelle und mithilfe des Ohm'schen Gesetzes kann die Impedanz, d.h. der frequenzabhängige, komplexe, elektrische Wechselstromwiderstand, in Abhängigkeit von der angelegten Frequenz berechnet werden. Durch eine Wiederholung dieses Verfahrens für eine Vielzahl von Frequenzen kann das Impedanzspektrum der Zelle somit Schritt für Schritt ermittelt werden.
Mit diesem Spektrum werden Informationen über eine Bandbreite von charakteristischen Zeitskalen erfasst und enthält somit Informationen über verschiedene innere Transportprozesse. Durch eine anschließende Betrachtung im Frequenzbereich, können Beiträge zur Impedanz frequenzabhängig untersucht und Rückschlüsse auf Transportprozesse mit entsprechender Zeitskala durchgeführt werden.
Dies erlaubt den aktuellen Zustand der Batteriezelle zu ermittelt, er ist u.a. abhängig von:
- Temperatur
- Ladezustand
- Degradation
- Sättigung während der Elektrolytfüllung
