Diese Arbeit untersucht systematisch die Ursachen des Leistungsabbaus von Lithium-Eisenphosphat (LFP) Softpack-Batterien bei unterschiedlichen Raten (1C, 2C, 3C) und charakterisiert sowie analysiert die Effektivität der "Flüssigkeitsnachfüll-Reparatur" von Lithiumbatterien. Es wurde ein multimodales zerstörungsfreies Diagnostik- und Fehleranalyse-System auf Basis von "elektrochemisch-akustisch-Phasenmaterial" entwickelt: Ultraschallbildgebung zur räumlichen Analyse der internen Durchdringung und Gasentwicklung, kombiniert mit Elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und ergänzt durch mikroskopisch-physikochemische Charakterisierung. Die Ergebnisse zeigen, dass Zyklen bei niedriger Rate (1C/2C) eine teilweise reparable Degradation verursachen und die interne Struktur der Batterie relativ intakt bleibt. Bei Hochrate-Zyklen (3C) treten jedoch starke irreversible Reaktionen innerhalb des Batteriematerials auf. Mikrophasische und oberflächenchemische Analysen bestätigen, dass Phasengrenzpolarisation und lokale thermische Effekte bei hoher Rate zum irreversiblen Abbau von LiPF₆ führen, was zu einer ungeordneten Anhäufung von fluorhaltigen Polymeren und organischen fluorphosphorsauren Estern auf der Elektrodenoberfläche führt, sowie einem permanenten Verlust an aktivem Lithium, wodurch die Flüssigkeitsnachfüll-Reparatur nahezu wirkungslos wird. Die Studie klärt die Anwendungsgrenzen der Flüssigkeitsnachfüll-Reparatur auf und offenbart die "Vergiftungseffekte" chemischer Nebenprodukte auf die Elektroden bei hohen Raten. Die Arbeit liefert experimentelle Grundlagen und theoretische Unterstützung für die stufenweise Sortierung, Gesundheitsbewertung und präzise Reparaturstrategien für ausgediente Lithium-Eisenphosphat-Batterien.

Lithium-Ionen-Batterien; Ultraschalldetektion; Mechanismen des Leistungsverlusts; stufenweise Wiederverwendung