Es wird ein multiphysikalisches Simulationsframework zur Beschreibung des Thermal Runaway (TR) von Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Ein Fokusbereich ist die detaillierte Modellierung zellinterner Prozesse bis zur Aktivierung des Sicherheitsventils (Venting). Diese Masterarbeit soll sich mit der gasdynamischen Entwicklung und Ventingmechanik auf Zellebene beschäftigen.

Entwicklung und Implementierung eines Modells zur Beschreibung der:

• thermisch induzierten Gasfreisetzung (z. B. durch Elektrolyt-, Binder- oder SEI-Zersetzung)
• Akkumulation des Gasdrucks im Zellinneren
• Auslösung des Sicherheitsventils (Venting)
• Optional können auch erste Schritte in Richtung Strömungssimulation der Ventgasfreisetzung (CFD) unternommen werden

Rechercheaufgaben:

• Literaturrecherche zu Gasbildungsreaktionen und Venting in LIBs
• Aufbau eines gekoppelten thermisch-chemischen Modells (z. B. in Python, COMSOL, MATLAB)
• Implementierung temperatur- und zeitabhängiger Gasgenerierungsraten mittels Arrhenius-Kinetik
• Modellierung der Druckakkumulation innerhalb einer Zelle
• Simulationsbasierte Vorhersage der Venting-Auslösung (abhängig von Öffnungsdruck & Gasvolumen)
• Optional: CFD-gestützte Untersuchung der Gasfreisetzung oder Flammenbildung (OpenFOAM oder FDS)

Startdatum: ab Oktober 2025

Studiengänge:

• Maschinenbau
• Fahrzeugtechnik
• Physik
• Elektrochemie
• Computational Science o. Ä.

Studienschwerpunkte:

• Elektrochemische Energiespeicher
• numerische Simulation o.Ä.

Fachkenntnisse:

• Kenntnisse in Thermodynamik, Reaktionskinetik oder Elektrochemie

IT-Kenntnisse:

• Erfahrung mit Simulationssoftware (z. B. COMSOL, Ansys, MATLAB oder Python) wünschenswert

Sprachkenntnisse:

• gute Deutsch- und Englischkentnisse

Soft Skills:

• Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise