• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 21
  • 11
  • 4
  • 2
  • Tagged with
  • 38
  • 19
  • 18
  • 14
  • 14
  • 11
  • 8
  • 7
  • 6
  • 6
  • 6
  • 5
  • 5
  • 5
  • 5
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
21

Thermal behaviour of Li-ion cell : Master Thesis project at Volvo GTT ATR / Termiskt beteende av Li-jon celler

MALTSEV, TIMOFEY January 2012 (has links)
Examensarbetet gjordes på Volvo Group Trucks Technology. Målet med arbetet var att studeravärmeutveckling i Li-jon cell för hybrid- och elbilar, HEV och EV. Battericeller undersöktesunder sina normala arbetsförhållanden och vid förstörande prov. Undersökningen baserades påcellernas yttemperatur. Arbetet beskrev cellernas beteende och syftade att vara ett underlag förkonstruktörer av batterisystem.En litteraturstudie gjordes för att studera faktorer som påverkar värmeutvecklingen. Sedananalyserades källor till samtliga faktorer. En moduleringsmetod för analys av cellensvärmeeffektivitet togs fram. Miljöpåverkan och ekonomiska aspekter av batterier undersöktes.Tre tester togs fram för att undersöka värmeutvecklingsfaktorer på fem celler. De flestafaktorerna var externa såsom laddning och urladdning, puls och kontinuerlig ström ochomgivningstemperatur. En infraröd kamera användes vid experimenten.Testerna visade hur olika faktorer påverkade cellernas temperatur. Vidare analys av källor visadekritiska områden i cellernas konstruktion.Förstörande värmeprov gjordes på tre par av celler. Dessa värmdes upp till 300°C vilketorsakade ”thermal runaway”. I vissa fall gick temperaturen över 600°C och celler fattade eld.Olika kemiska sammansättningar och uppbyggnad av cellerna gjorde att de betedde sig olika vidgenomförda tester.Testerna visade att olika celler presterade olika vid liknande testförhållanden. Därför är detviktigt att ta fram specifikationer för användningsförhållanden för att välja ut en cell för ettbatterisystem. Sedan kan prestandan av olika celler jämföras och effektivitet kan utvärderas församma belastningscyklar.Thermal Management System kan förhöja batteriets effektivitet och måste designas medanvändningsförhållanden i åtanke. Batteriernas säkerhet är väldigt viktig och människor får inteskadas av batterier. Därför måste säkerheten finnas i åtanke i alla steg av batteridesign.Arbetets resultat blev en sammanfattning av viktiga faktorer och specifikationer för batteridesignsom baserades på värmeutvecklingen. Samtliga riktlinjer sammanfattades i Appendix 5. / Master thesis work was done at Volvo Group Trucks Technology. Aim of the project was tostudy thermal behaviour of Li-ion battery for hybrid and electric vehicles, HEVs and EVs.Battery cells were tested in regular working conditions and abuse conditions. Surfacetemperature of cells was chosen for studying heat evolution.A literature study was conducted to research factors that influence cell temperature. Analysis ofsources of these factors was then performed. A modelling method for analyzing cell thermalefficiency was designed. Sustainability and economics aspects of batteries were also studied.When factors were established three tests were designed to study their effects. Five cells werestudied. Tests mainly examined external factors such as charge and discharge, pulse andcontinuous current, ambient temperature to name a few. An infrared camera was used.Study showed how different factors influenced cell temperature. Further analysis of sourcespointed out some hot spots of cell designs.Thermal abuse test were performed on three pairs of cells. Cells were heated up to 300°C andwent through thermal runaway which in some cases increased temperatures up to 660°C in lessthan a second and caused fire. Different cell chemistries and cell designs reacted differently tothe abuse conditions.A conclusion was reached that cells performed differently in similar test conditions. Whendesigning a battery system a set of specifications for usage conditions is crucial for choosing acell. When conditions and load cycles are known cells can be tested and their thermal andelectrical efficiency evaluated.Thermal Management System TMS can largely enhance cell efficiency and lifecycle. Suchsystem must also be designed according to usage conditions and particular cell’s performance.Battery safety showed to be a very important factor of designing a battery system. Humans shallnot be injured by systems with batteries which must be kept in mind during design.Work resulted in summary of important factors and specifications for designing a battery systembased on cell thermal behaviour. These guidelines are presented in Appendix 5.
22

Lithium iron phosphate batteries for energy shifting / Litium-järnfosfatbatterier för kortvarig energilagring

Glisén, Helena January 2023 (has links)
Elanvändningen i Sverige förväntas fördubblas till 2045 på grund av ökad elektrifiering av det svenska samhället. För att ställa om till ett elsystem som är beroende av mer förnyelsebara elproduktionsslag föreslår Svenska kraftnät (2021) att Sverige kommer att behöva öka sin flexibilitet i elnätet. Ett sätt att göra detta på är genom ellagring, där batterisystem är ett alternativ. Någon konkret plan för hur och när detta skulle genomföras har inte gjorts av Svenska kraftnät. Därför syftade detta projekt till att ta reda på om ett litiumjärnfosfat (LFP) batterienergilagringssystem skulle vara en lönsam investering att använda för energiomställning i det svenska elmarknadsområdet SE3. Detta mål uppnåddes genom att modellera ett batterilager över ett år och extrapolera dessa resultat till en investeringskalkyl genom annuitetsmetoden. Sammanfattat så konstaterades det att det inte är en lönsam investering. Men det fullständiga svaret är mer komplicerat än så. Batteriets storlek och livslängd påverkar batteriets investeringskostnad, som vidare påverkar batteriets lönsamhet. Batteriets livslängd är beroende av egenskaper som batteriets upp och urladdningstid (s.k. C-rate) samt i vilken utsträckning batteriet laddas och laddas ur (s.k. state of charge), som i sin tur influerar totala antalet laddningscykler batteriet kan genomföra. Exakt hur mycket dessa egenskaper påverkar livslängden för LFP:erna är oklart eftersom resultaten från tidigare studier av LFP-batteriers prestanda skiljer sig något. Till exempel är det känt att state of charge för ett batteri påverkar livslängden för ett LFP-batteri, men mer exakt hur mycket varierar beroende på studie, vilket visas i detta examensarbete. Det som gör detta ännu mer komplicerat är det faktum att investeringskostnaden kommer att förändras beroende på till exempel vilken state of charge som används. Dessutom varierar uppskattningar av investeringskostnaden för LFP-batterier i olika källor. Allt detta leder till flera typer av osäkerheter för att bestämma den exakta investeringskalkylen. Det huvudsakliga bidraget denna studie kan ge är dock att den kan ge en första inblick i hur ett batterilagringssystem för kortvarig energilagring (energy shifting) skulle fungera i Sverige. Med fler studier liknande detta projekt skulle en mer konkret plan kunna göras för genomförandet av det statliga klimatmålet om netto noll utsläpp av växthusgaser till år 2045 (Naturvårdsverket, 2023). / The electricity use in Sweden is expected to double before 2045 due to increased electrification of the Swedish society. In order to transition into an electrical system that is dependent of more sustainable renewable energy sources, Svenska kraftnät (2021) is suggesting that Sweden will need to increase their flexibility in the power grid. One of the main ideas on how to do that is through energy storages, where battery systems could play an important part. However, a concrete plan of how and when this would happen was not made clear by Svenska kraftnät. Therefore, this project aimed at finding out whether a Lithium iron phosphate (LFP) battery energy storage system would be a worthwhile investment to use for energy shifting in the Swedish SE3 electricity market area. This aim was reached through modelling a battery storage over a year and extrapolating these results into an investment calculation using the annuity method. In short, it was found that it is not a profitable investment. But the full answer was found to be more complicated than that. The battery’s size and lifetime affect the battery’s investment cost, which further affects the battery’s profitability. The battery’s lifetime is dependent on battery characteristics such as the charge/discharge time of the battery (C-rate) and the extent to which the battery is charged and discharged (state of charge), which in turn influences the total amount of charge cycles a battery can perform. Further, how significant these characteristics affect cost and lifetime of the LFP’s is unclear as the results from previous studies on LFP batteries differ somewhat. For example, it is known that the state of charge range of a battery affects the lifetime of an LFP battery, but by exactly how much varies with different studies, which is explained in this master thesis. What makes this even more complicated is the fact that depending on the state of charge used, the investment cost will change. Additionally, the assessed investment cost also changes depending on the source used. Therefore, the exact cost is difficult to determine. However, the main contribution this study has is that it can give a first insight into how a battery storage system for energy shifting would work. With more case-like studies similar to this project, a more concrete plan could be made about how to realise the Swedish governmental climate goal of net zero greenhouse gas emissions by the year 2045 (Naturvårdsverket, 2023).
23

Litiums livscykel i batterier för eldrivna personbilar : En kartläggning av livscykeln för litium i fordonsbatterier med fokus / Life cycle of lithium in batteries for electric passenger cars : A life cycle mapping of lithium in vehicle batteries with a focus on recycling and recycled lithium

Bajrami, Hannah, Issa, Sebastian January 2023 (has links)
Denna kandidatuppsats undersöker livscykeln för återvunnen litium i elbilsbatterier, med fokus på återvinningsprocessen och dess miljöpåverkan vid olika stadier i dess livscykel. Målet är att få insikt i miljöeffekterna från främst litium, men också andra värdefulla material i elbilsbatterier, samt hur deras utvinning, användning och återvinning påverkas av politiska riktlinjer och regler. Olika tekniker för återvinning av batterimaterial undersöks, såsom pyrometallurgi, hydrometallurgi och direktåtervinning. Dessa jämförs sedan med avseende på miljökonsekvenser, effektivitet och säkerhet. Påverkan av politik och regleringar på batteriåtervinning analyseras, mer specifikt de riktlinjer som ges av Europeiska unionen inom ramen för Green Deal. Resultatet från vår litteraturstudie bekräftades av en intervju med en representant från Northvolt. Litteraturstudierna har bidragit med mycket information då det finns omfattande forskning inom området, men då många av dessa artiklar har liknande perspektiv fanns det brist på mer nyanserade studier. Intervjun med Northvolt gav också värdefulla insikter i hur företag arbetar med att minska miljöpåverkan. Sammanfattnings visar studien på att de vanligaste återvinningsmetoderna medför både positiva och negativa konsekvenser på återvunnet litiums livscykel. Den har också visat på att det finns politiska direktiv som har fått företag att prioritera sitt hållbarhetsfokus. Följaktligen har företag som redan integrerat hållbarhet som grundvärdering en fördel gentemot de konkurrenter som istället behöver anpassa sig till nya riktlinjer och policys. / This bachelor's thesis explores the lifecycle of recycled lithium in electric vehicle (EV) batteries, with a focus on lithium recycling and its environmental impact at different stages of recycled lithium's lifecycle. The objective is to gain insight into the environmental effects of primarily lithium but also other valuable materials in EV batteries as well as how their extraction, usage and recycling is influenced by political guidelines and regulations. The extraction process of lithium is examined, along with its impact. Additionally, various techniques for battery material recycling are investigated, such as pyrometallurgy, hydrometallurgy and direct recycling. These are then compared with each other in terms of environmental consequences, efficiency, and safety. The impact of policies and regulations on battery recycling is analyzed, specifically the guidelines provided by the European Union in the Green Deal. The literature review work was reinforced by an interview with a representative from Northvolt. These reviews have been beneficial due to the extensive research in the field, although a limitation is the lack of diverse perspectives in the articles. The interview with Northvolt provided insights into how companies are working to reduce environmental impact. In conclusion, this thesis shows that the most commonly used extraction methods of lithium have both positive and negative consequences on the life cycle of recycled lithium. Furthermore, findings of this thesis shows that there are political directives which have prompted companies to prioritize their sustainability focus. Consequently, companies that have already integrated sustainability as a core value have a competitive advantage over their counterparts who need to adjust to new guidelines and policies.
24

State of the Art inom batteriproduktion / State of the Art in battery production

Monteza, Diego, Sakelis, Vitalijs January 2022 (has links)
Denna State of The Art rapport handlar om den senaste elbilsbatteritekniken, batteritillverkning för elbilar, och miljöpåverkan av batterier. Inom elbils batteriteknik förklaras hur dagens batterityper ser ut när det kommer till den kemiska sammansättningen och förklaring på varför de batterityperna är aktuella nu och vilka batterityper som troligtvis blir aktuella i framtiden. Därefter förklaras hur ett elbilsbatteri är uppbyggt, hur komponenterna ser ut idag och hur de kan vidareutvecklas i framtiden. Vidare så skrivs det om hur dagens batterimoduler fungerar. Ytterligare skrivs det om de vanligaste battericellerna som är de cylindriska, prismatiska och påsformade celltyperna. Deras fördelar och nackdelar tas upp. Slutligen finns det en kortfattad beskrivning på vilka dagens största batteritillverkare är och hur marknaden ser ut idag och i framtiden specifikt i Europa. Två företag har analyserats, VDMA och Northvolt. VDMA tillverkar cylindriska, prismatiska och pås batterier. Northvolt tillverkar prismatiska och cylindriska batterier, dessutom tillverkar de batteripack som kan installeras i elbilar. Deras tillverkningstekniker har slagits samman och bildat 5 tillverknings faser. Resultatet ger oss en helhetssyn på hur det går till att tillverka först ett batteri och sedan använda batteriet för att skapa ett batteripack som kan användas i ett elfordon. Vidare så har 3 olika förbättringar inom batteriproduktion tagits upp som resulterat med effektivisering inom produktionssystemet. Slutligen när det kommer till miljöpåverkan av batteritillverkning så anses det vara energikrävande och miljöskadligt. Återvinningsprocessen är komplex och problematisk. Det är billigare att använda nytt råvarumaterial än att använda återvunnen material. Dagens infrastruktur är inte redo för elektrifiering. / This State of The Art report is about the latest electric car battery technology, battery manufacturing for electric cars, and the environmental impact of batteries. In electric car battery technology, it is explained what the current battery types look like when it comes to the chemical composition and an explanation of why those battery types are relevant now and which battery types will probably be relevant in the future. It then explains how an electric car battery is built, what the components look like today and how they can be further developed in the future. Furthermore, it is written about how today's battery modules work. It is also written about the most common battery cells, which are the cylindrical, prismatic and pouch shaped cell types. Their advantages and disadvantages are addressed. Finally, there is a brief description of who today's largest battery manufacturers are and what the market looks like today and in the future specifically in Europe. Two companies have been analyzed, VDMA and Northvolt. VDMA manufactures cylindrical, prismatic and pouch batteries. Northvolt manufactures prismatic and cylindrical batteries, and also manufactures battery packs that can be installed in electric cars. Their manufacturing techniques have merged to form 5 manufacturing phases. The result gives us a holistic view of how it is possible to first manufacture a battery and then use the battery to create a battery pack that can be used in an electric vehicle. Furthermore, 3 different improvements in battery production have been taken up which have resulted in efficiency improvements in the production system. Finally, when it comes to the environmental impact of battery manufacturing, it is considered energy intensive and environmentally harmful. The recycling process is complex and problematic. It is cheaper to use new raw material than to use recycled material. Today's infrastructure is not ready for electrification.
25

Energy Storage for Stationary Applications – A Comparative, Techno-Economical Investigation / Energilager för stationära applikationer – En komparativ tekno-ekonomisk studie

Persson, Fredrik January 2020 (has links)
Power outages, electric-grid deficiencies and renewable energies are all examples where stationary energy storages are useful. In this master thesis, two types of stationary electrochemical energy storages are examined; vent-regulated lead-acid batteries (VRLA) and lithium iron phosphate batteries (LFP), to find out the more beneficial one in stationary uses. The techniques are examined for a large range of electric-grid services in a techno-economical investigation. The cost per delivered kWh of the energy storage is the basis of comparison which is calculated using battery degradation data with respect to C-rate, SoC, DoD, temperature, storage time and cycle frequency to estimate calendar and cyclic aging. Modelling presents neither alternative as superior although LFP is the more versatile alternative. VRLA-batteries can be a more cost-beneficial alternative for applications demanding less than 1 cycle/day, at temperatures lower than 30C, short project lifetimes and when utilizing storages beyond 80% EoL. The investment cost is lower for VRLA at equal C-rates. Cost items neglected will decrease the chances of VRLA being the cheapest technique. From a sustainability point of view, LFP is under almost all circumstances the less energy and CO2-intense technology, however recyclability is in clear favor for VRLA. / Strömavbrott, underdimensionerade elnät och förnybar energi är tre exempel där ett stationärt energilager kan tillämpas. I den här masteruppsatsen undersöks två typer av stationära elektrokemiska energilager; ventilreglerade bly-syra-batterier och litium-järnfosfat-batterier (LFP), för att finna det mer fördelaktiga alternativet i stationära applikationer. De två teknikerna analyseras i ett stort antal elnätsapplikationer i en tekno-ekonomisk studie. Kostnaden per levererad kWh av energilagret används som jämförelsebas vilken beräknas utifrån batteridegraderingsdata med avseende på C-rate, SoC, DoD, temperatur, lagringstid och cykelfrekvens för att estimera kalender- och cyklisk åldring. Modellering visar att inget av batterialternativen är överlägset i alla situationer men LFP är det mångsidigare alternativet. Bly-syra-batterier kan vara mer kostnadseffektiva för applikationer som kräver mindre än 1 (full-ekvivalent) cykel/dag vid temperaturer lägre än 30C, korta projektlivstider samt när batterilagren används bortom 80% EoL. Investeringskostnaden är lägre för bly-syra-batterier när likadan C-rate appliceras. Negligerade kostnadsposter kommer minska chanserna att bly-syra-batterier är det billigaste alternativet. Från ett hållbarhetsperspektiv är LFP nästan uteslutande den mindre energikrävande och mindre CO2-intensiva tekniken. Bly-syra-batterier har dock en klar fördel när det kommer till återvinningsbarhet.
26

Energy management for 24/7 CFE supply with wave energy technology : A techno-economic assessment of an energy system in Portugal

Myhrum Sletmoen, Ingeborg, Sekkenes, Martina January 2022 (has links)
The ocean has tremendous potential in terms of energy generation, and wave energy is especially promising. However, wave energy technology is still non-commercial. Along with ambitious renewable energy targets and investments, much is happening within the field and the wave energy converter developers CorPower Ocean intend to have their technology proven in the upcoming years. This study aims at investigating the value of commercial wave energy in an energy system. This is fulfilled by the possibilities of achieving 24/7 Carbon-free Energy with the wave energy technology from CorPower Ocean at the stage of commercialization. An energy system is modeled with wave energy, floating offshore wind energy, lithium-ion battery storage and the Portuguese national grid, supplying Northvolt’s and Galp’s future lithium conversion facility in Portugal. Different system configurations are compared based on three Key Performance Indicators: 24/7 Carbon-free Energy performance, system emission, and cost for the electricity consumer. In addition, a review of available financial support mechanisms for renewable energy technologies and especially wave energy is done to understand how such mechanisms can affect the economic feasibility of the energy system modeled. The wave energy technology from CorPower Ocean shows to have a high power output and 24/7 carbon-free Energy performance in this study. Although a combination of wave and floating offshore wind energy better ensure energy security with generation profiles that peak at different times, the modeling shows that a system with wave energy alone is preferred for supplying the facility with electricity both from an environmental and economic perspective. The economic feasibility of Lithium-ion battery storage in the system is uncertain and to achieve 24/7 Carbon-free Energy supply of the facility a longer duration storage solution is needed. The price for wave energy in this study is higher than for other commercial renewable energy technologies such as solar PV. However, based on the available financial support structures from governments and other stakeholders, wave energy technology has the potential to be competitive as soon as the technology is proven. / Energigenerering från våra hav har stor potential, inte minst från vågkraft. Trots att vågkraftstekniken ännu inte har nått ett kommersiellt stadie händer det mycket inom området i takt med fler ambitiösa miljökrav och investeringar. CorPower Ocean utvecklar vågkraftsteknik och planerar att ha sin teknik bevisad inom några år. Den här studien syftar till att undersöka värdet av kommersiell vågkraft, vilket uppfylls genom möjligheterna till förnybar el 24 timmar om dygnet med CorPower Ocean’s vågenergiomvandlare. Ett energisystem modelleras med vågkraft, flytande vindkraft, litium-jon batterier och det portugisiska elnätet för att försörja Northvolts och Galps planerade anläggning för litiumkonvertering i Portugal. Olika systemkonfigurationer är jämförda utifrån tre parametrar: 24/7 förnybar el prestation, systemutsläpp och elkostnad för konsumenten. I tillägg utförs en studie om vilka finansiella supportmekanismer som finns för hållbar energiteknik och speciellt för utvecklingen av vågkraft. Detta för att få insikt i om vågkraft kan få finansiellt stöd och konkurrera med andra förnybara energitekniker. Studien visar att vågkraftstekniken presenterar bra utifrån de tre parametrarna. Trots att en kombination av våg och flytande vindkraft ger bättre elsäkerhet med alternerande produktionskurvor visar modelleringen att ett system med endast vågkraft är att föredra både från ett ekonomiskt och ett miljöperspektiv. En investering av litium-jon batterier i energisystemet är tveksam och för att uppnå förnybar elförsörjning av anläggningen 24 timmar om dygnet krävs en energilagringsteknik som möjliggör lagring över längre perioder. Priset för vågkraft i studien är högre än för andra kommersiella förnybara energitekniker så som solpaneler. Baserat på det finansiella stöd som finns från myndigheter och andra intressenter så är det möjligt för vågkraften att bli konkurrenskraftig så fort tekniken är bevisad.
27

Far from Euthymia

Wahlbäck, Emmy January 2019 (has links)
Genom att personifiera symptomen av min bipolära sjukdom i form av karaktärer från den Grekiska mytologin så berättar jag om mina känslor och erfarenheter av psykiatri, slutenvård, mani och depression i narrativ poesi och illustration. Min text går igenom processen, både i tanke, metod och resultat.
28

Simuleringsbaserad analys av toppeffektreducering med batterisystem i lokalnät / Simulation based analysis of peak shaving with battery energy storage system in residential distribution network

Hamanee, Sahaphol January 2019 (has links)
In this thesis, a simulation model developed in MATLAB® in consideration of system losses based on lithium ion-battery is presented. The purpose of the simulation model is to investigate peak shaving potential in the residential distribution network. In other word to determine an optimal threshold limit and battery capacity depending on if the battery system is placed at the transformer or household level. In the report there were economic calculations executed showing that profitability of investing in a battery system depends on the threshold limit and battery capacity. / I denna rapport presenteras analys av toppeffektreducering med ett simuleringsprogram baserad på litium-jon batteri med hänsyn till systemförlust. Simuleringsmodellen är uppbyggd i MATLAB® där metoder som Coulomb counting implementerades. Syftet med simuleringsprogrammet är att definiera en optimal tröskelgräns samt batterikapacitet på transformator- och hushållsnivån. I rapporten utfördes ekonomiska beräkningar som tyder på att lönsamheten för investering av ett batterisystem beror på tröskelgräns och batterikapacitet.
29

TERMISKT SMARTA HANTERINGSSYSTEM FÖR LITIUMJONBATTERIER : Analys av litium-jonbatteriets termiska beteende

Kohont, Alexander, Isik, Roger Can January 2021 (has links)
Batteries play an important role in a sustainable future. As the development for better andsmarter batteries continues, new areas of use emerge boosting its demand. Controlling thetemperature of a battery cell is a vital objective to ensure its longevity and performance. Bothcooling and heating methods can be applied to keep the temperature within a certain rangedepending on its need. This study will review the technical aspects of lithium-ion batteries,observe the different thermal management systems and cooling methods, and lastly examinethe required cooling flow needed for a battery cell to prevent its temperature from rising tocritical levels during its discharge. Using CFD ANSYS Fluent as a simulation tool, the resultsshow that different charging rates, in terms of C-rate, require different rates of mass flow tocontrol the temperature. Simulating the cell with natural convection, the cell peaks at hightemperatures even at lower C-rates, reaching up to 36,4°C and 48,8°C for 1C and 2C,respectively. Applying the cooling method with a flow rate of 0,0077kg/s reduces thetemperature significantly, resulting in temperatures of 26,95°C and 31,27°C for 1C and 2C,respectively.
30

Structural Battery Electrolytes / Strukturella Batteri-Elektrolyter

Öberg, Pernilla, Halvarsson, Amanda, Rune, Julia, Bjerkensjö, Max January 2021 (has links)
Strukturella batterier är multifunktionella; de tillhandahåller lagring av elektrokemisk energi samtidigt som de bidrar med en lastbärande funktion. Tillsammans möjliggör detta att batteriet kan integreras i karossen hos ett elektriskt fordon eller apparat. Denna multifunktionalitet möjliggör således en avsevärd reducering i fordonets vikt. Kompositmaterialet är förstärkt av kolfiberelektroder, innesluten i en elektrolytstruktur. För att förverkliga detta koncept måste batteriets elektrolyt kunna motstå mekanisk belastning, samtidigt som den transporterar joner mellan batteriets elektroder. Denna studie syftar till att bygga vidare på konceptet av fas-separerade polymerelektrolyter, skapade från polymerisationsinducerad fasseparation via termisk härdning, vilket är en teknik utvecklad av Schneider et al. och Ihrner et al. Vidare undersöks effekten av att dels använda en elektrolytlösning baserad på EC:PC, men även att inkorporera tioler till polymernätverket. Tvärbindningsmolekylerna som användes i denna studie inkluderade trimetylolpropan tris(3-merkaptopropionat) (3TMP), pentaerythritol tetrakis(3-merkaptopropionat) (4PER), och dipentaerythritol hexakis-(3-merkaptopropionat) (6DPER). Dessa skiljer sig i antal funktionella tiolgrupper. Konduktivitet, termo-mekanisk prestanda och strukturberoende egenskaper undersöktes genom tre laborativa faser. Den första fasen behandlade inverkan på elektrolytsystemet av ändrat lösningsmedel, tiol-funktionalitet samt tiolgruppförhållandet gentemot allyl gruppen på den primära monomeren. Sampolymeren innehållandes 6DPER uppvisade bäst multifunktionalitet, varpå denna utvecklades vidare i fas två där en optimal sammansättning fastställdes som bestod utav 45 viktprocent jonlösning. I den slutliga fasen konstruerades en halv-cell baserat på den tidigare optimerade elektrolytkompositionen; den uppmätta kapaciteten visar tydlig förbättring jämfört med tidigare forskning. Resultatet som erhölls i denna studie bidrar till förståendet av strukturella batteri-elektrolyter samt den forskning som en dag kan komma att förverkliga strukturella batterier och dess tillämpningskrav. / Structural batteries are multifunctional; providing electrochemical energy storage synergistically with a load-bearing function that enables their integration into the body panels of electric devices and vehicles. Thus, massless energy can be achieved. As a composite material, it is composed of reinforcing carbon fibre electrodes embedded in an electrolyte matrix. To realize this concept, the electrolyte must simultaneously transfer mechanical load and transport ions between electrodes. The following study builds on a phase-separated polymer electrolyte, created using polymerization-induced phase separation via thermal curing, formulated by Schneider et al. and Ihrner et al.. The impact of the incorporation of thiols for copolymerization and as cross-linking agents for the polymer network was researched along with use of an EC:PC-based solvent. The three thiols studied were: trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) (3TMP), pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate) (4PER), and dipentaerythritol hexakis-(3-mercaptopropionate) (6DPER). These differed in regard to the amount of thiol functional groups present. Ionic conductivity, thermo-mechanical performance and structure-property relationships were studied across 3 laboratory phases. The first phase concerned the effect of thiol-functionality, the thiol functional group ratio relative to the allyl group present in the primary monomer, and the solvent interaction. 6DPER was concluded to be the most promising cross-linking agent. During the second phase, the effect of electrolyte content was evaluated with an optimum of 45 weight% determined. The third phase concluded the study, wherein a half-cell was assembled with the optimized electrolyte formulation showing improved capacity relative to previous studies. The results developed here contribute to the understanding of structural battery electrolyte systems and their continued research to meet application demands.

Page generated in 0.1122 seconds