What is QUALITY Tools + LXP?

Eine integrierte Anwendung zur Erstellung und Verwaltung von FMEA-Analysen und Lastenheften, die den gesamten Produktentwicklungsprozess optimiert.

Produkt-WPA: Wirkprinzipien und Fehlerursachen einer Pouchzelle im Fahrzeugmodul

WPA — Wirkprinzip-Analyse AI · Tool

Öffentliches Beispiel · schreibgeschützt

6 Stationen · 84 Fehlerursachen · 0 ab H3 für die FMEA freigegeben · 13 Blätter

QuerformatDIN A4

PDF & PNG: kostenlos für alle · Weitere Exporte: nur für Kunden · JSON: nur VIPs, Admins und Superadmins

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
1	Anoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Graphitpartikel ↔ Elektrolyt	Langzeitstabile Interkalation von Li-Ionen → Kontinuierliche Zersetzung des Elektrolyten	Lückenhafte SEI lässt Elektrolyt zersetzen	Graphit-Partikeloberfläche weist Fremdpartikelkonzentration > 50 ppm aufAlt.: Erhöhte Temperatur führt zu lokaler Auflösung	REM-EDX Analyse der Anodenoberfläche	Erhöhung der Reinheitsanforderungen an Aktivmaterial	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
2	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphitpartikel ↔ Kupferfolie	Homogener Stromfluss während der Interkalation → Erhöhter Übergangswiderstand	Binder-Migration reduziert Kontaktflächen	Binderkonzentration an der Stromsammler-Interfacefläche beträgt < 1 ProzentAlt.: Oxidation der Kupferoberfläche	Querschliff-Analyse mit EDX-Mapping	Anpassung der Rheologie des Slurries	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
3	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphitpartikel ↔ Li+-Ionen	Reversible Einlagerung in das Graphitgitter → Metallische Lithium-Ablagerung an der Anodenoberfläche	Hohe Stromdichte übersteigt Interkalationsgeschwindigkeit	Lokale Porosität der Anode liegt unter 25 ProzentAlt.: Unzureichende Benetzung durch Elektrolyt	Porositätstests via Quecksilberporosimetrie	Geometrische Gestaltung zur Reduktion der Stromdichtenspitzen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
4	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt ↔ Graphit-Interkalationsschicht	Erhalt der Elektrodenstruktur über Lebensdauer → Partikelzerfall durch mechanische Spannungen	Übermäßige Dehnung sprengt das Partikelgefüge	Graphit-Partikel-Kristallinität zeigt d(002) Netzebenenabstand > 0.337 nmAlt.: Eigenspannungen durch Fertigungsprozess	Röntgenbeugungsanalyse (XRD)	Materialspezifikation für Graphit-Morphologie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
5	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Separator ↔ Anodenoberfläche	Kurzschlussvermeidung bei gleichzeitigem Ionenfluss → Mechanische Degradation des Separators	Lokale Druckspitzen verletzen Membranstruktur	Kantenprofil der Anode weist Rauheit Ra > 5 Mikrometer aufAlt.: Gratbildung an der Stromsammler-Kante	Profilometrie der Anodenkanten	Geometrische Kantenverrundung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
6	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt-Ionen ↔ Interface-Potential	Ladungszustandserkennung ohne Überladung → Abweichung des Zellspannungs-Signals von der tatsächlichen Interkalation	Übergangswiderstände täuschen korrekte Spannung vor	Elektrolyt-Zusatzstoffe (Additive) führen zu Widerstandserhöhung > 10 Ohm cm^2Alt.: Sensor-Offset im BMS	Impedanzspektroskopie (EIS)	Anpassung der Additiv-Konzentration	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
7	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphit ↔ Li+-Ionen	Minimierung der thermischen Belastung → Lokale Überladung der Partikel (Hotspots)	Lokale Widerstandsunterschiede induzieren Stromkonzentrationen	Schichtdickentoleranz der Anodenbeschichtung > 5 MikrometerAlt.: Thermische Inhomogenität im Modul	Dickenmessung über Fläche	Optimierung der Beschichtungskopf-Stabilität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
8	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Kupferstromsammler ↔ Graphit-Beschichtung	Erhalt der elektrischen Leistungsübertragung → Auflösung des Kupferstromsammlers	Säurehaltige Zersetzungsprodukte im Elektrolyten	Wassergehalt im Elektrolyten > 20 ppmAlt.: Feuchtigkeitseintritt bei Pouch-Versiegelung	Karl-Fischer-Titration	Trocknungsprozess des Zell-Inneren	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
9	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Graphit-Partikel ↔ Binder	Dauerhafter elektronischer Kontakt → Partikelablösung vom Stromsammler	Überdehnung des Binders	Binder-Molekulargewicht < 100.000 g/molAlt.: Thermische Zersetzung des Binders	Peel-Test (Schälversuch)	Materialspezifikation für PVDF-Binder	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
10	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Interface ↔ Umgebungstemperatur	Zelllebensdauer (> 1000 Zyklen) → Beschleunigte Alterung der SEI bei > 60 Grad	Überhitzung führt zu exothermen Reaktionen	Lokal auftretende Wärmequellen durch erhöhten Innenwiderstand > 50 mOhmAlt.: Interne Kurzschlüsse durch Separator-Degradation	Thermografie unter Last	Wärmemanagement des Moduls	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
11	Anoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Ionenstrom ↔ Diffusionsschicht	Maximale Leistungsabgabe → Lokale Verarmung an Li+-Ionen	Porendurchmesser zu klein verhindert schnellen Stofftransport	Mittlerer Porendurchmesser der Anodenbeschichtung < 50 nmAlt.: Separatorverstopfung	Permeabilitätsmessung	Optimierung der Porenbildner-Struktur	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
12	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt ↔ Graphit-Oberfläche	Druckstabilität der Pouch-Zelle → Entstehung von gasförmigen Zersetzungsprodukten	Direkter Kontakt Elektron-Elektrolyt	Elektrolyt-Additivgehalt (z.B. VC) unter 1 ProzentAlt.: Verunreinigung durch Metallspäne	GC-MS Analyse des Elektrolyten	Spezifikation des Elektrolyt-Additivgehalts	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
13	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Graphit-Partikel ↔ Graphit-Partikel	Effiziente Elektronenleitung → Unterbrochene Leitpfade	Nicht ausreichende Partikel-Kontaktdichte	Leitruß-Anteil im Interface < 0.5 ProzentAlt.: Binder-Inseln unterbrechen Strompfade	Widerstandsmessung über Elektrodenquerschnitt	Anpassung der Slurry-Rezeptur	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
14	Anoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	Anoden-Oberfläche ↔ Elektrolyt	Konstanter Elektrodenabstand → Separator-Verzug durch Elektrolyt-Aufnahme	Zu starke Quellung blockiert Poren	Separator-Polymer-Vernetzungsgrad < 70 ProzentAlt.: Temperatureinwirkung	Quellungsversuch in Elektrolyt-Lösung	Spezifikation des Separator-Materials	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
15	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Porenoberfläche ↔ Elektrolyt-Ion	selektiver Ionentransport → erhöhter Diffusionswiderstand durch Ablagerungen	Reduzierung des effektiven Querschnitts für den Ionentransport	Partikeldichte an der Porenoberfläche > 10^9/cm²Alt.: Elektrolyt-Viskosität durch Additiv-Zersetzung	REM/EDX-Analyse der Separatoroberfläche	Optimierung der SEI-Bildung durch Elektrolytadditive	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
16	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Membran ↔ Kathode	homogene Stromdichteverteilung → lokale Trockenzonen ohne Ionenfluss	Kapillare Unterbrechung durch Oberflächenspannung des Elektrolyten	Oberflächenenergie des Separators < 30 mN/mAlt.: Geometrische Unebenheit der Kathodenbeschichtung	Messung des Kontaktwinkels im Zell-Stack	Anpassung der Oberflächenspannung der Separator-Beschichtung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
17	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Polymer-Gitter ↔ Thermal-Shutdown-Additiv	Sicherheitsschalter-Funktion bei thermischem Ereignis → vorzeitige Verformung oder Instabilität des Gitters	Unkontrollierte Aufweitung der Porenstruktur durch Vor-Degradation	Vernetzungsdichte des Polymers < 85% des SollwertsAlt.: Chemische Instabilität durch Elektrolyt-Kopplung	DSC-Analyse zur Bestimmung der Schmelzpunkt-Stabilität	Materialspezifikation für thermische Stabilität verschärfen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
18	Separator-Membran-Transfer Bewegung / Zeit	Elektrolyt-Phase ↔ Ionen-Transfer-Kanal	Minimierung des ohmschen Innenwiderstands → verringerte Ionenbeweglichkeit bei Hochstrombelastung	Elektrodensalzkristallisation durch Konzentrationsgradienten	Poren-Tortuosität > 2.5 (Soll 1.5 - 2.0)Alt.: Gasblasenbildung blockiert Ionenpfad	Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)	Optimierung der Porendesign-Geometrie	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
19	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Folie ↔ Metallische Partikel	Vermeidung von elektronischer Leitung → partielle lokale Porenaufweitung durch Partikel	Plastische Deformation bei lokalen mechanischen Lastspitzen	Separator-Dicke 15 µm statt 25 µm an punktueller StelleAlt.: Elektrodenkanten-Grat drückt durch Separator	Dickenmessung der Folie (Mapping)	Erhöhung der mechanischen Durchstichfestigkeit des Separators	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
20	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Grenzfläche ↔ Elektrolyt-Additiv	Langzeitstabilität der Zelle → Gasentwicklung durch saure Zersetzung	Autokatalytische Gasung durch Säurereste	Restlösemittelkonzentration im Separator > 50 ppmAlt.: Verunreinigung durch Prozessmedien	GC-MS Analyse der Poren-Extraktphase	Verschärfung der Trocknungskriterien im Vorprozess	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
21	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Porenkanal ↔ Ionen-Solvat	Effiziente Interkalation → erhöhte Ionen-Solvat-Größe bei lokaler Hitze	Diffusion wird durch lokales Hitzestau an den Poren ausgebremst	Wärmeübergangswiderstand der Zellstruktur 0.5 K/W, Ist 1.2 K/WAlt.: Ionen-Verarmung	Thermische Simulation der Poren-Umgebung	Verbesserung der thermischen Anbindung im Modul	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
22	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Oberfläche ↔ Elektroden-Interface	Vermeidung von Ionen-Stau → Ablösung des Separators von der Elektrode	Ionenpfad unterbrochen durch mikroskopische Spalte	Dicke der Pouch-Kapselung/Toleranzkette führt zu UnterdruckAlt.: Volumenausdehnung der Anode	Druckmessfolie im Zell-Stack	Konstruktive Anpassung der Anpressfedern im Modul	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
23	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Matrix ↔ Lithium-Plating	Vermeidung von internen Kurzschlüssen → punktuelle Metallabscheidung am Separator	Lokale Feldüberhöhung durch Poren-Inhomogenität	Poren-Verteilungs-Varianz (sigma) > 5%Alt.: Anoden-Oberflächenbeschaffenheit	Post-Mortem-Analyse der Separatoroberfläche	Homogenisierung der Porenverteilung in der Fertigung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
24	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Polymer ↔ Elektrolyt-Lösungsmittel	Konstanter Ionen-Transfer → Poren schrumpfen oder verschließen sich durch Matrix-Quellung	Kettenaufweitung durch Elektrolyt-Interaktion	Vernetzungsgrad des Polyethylens < 90%Alt.: Elektrolyt-Zusammensetzung	Quellungstest in Lösungsmittelgemisch	Materialwahl/Polymer-Modifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
25	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Beschichtung ↔ Keramik-Partikel	Durchstichschutz und thermische Stabilität → Keramik-Partikel im Zellinneren frei beweglich	Abscheren bei mechanischer Deformation	Bindemittelanteil in der Schicht < 3 Gew-%Alt.: Fehlerhafte Beschichtungsparameter	Scratch-Test / Haftungsprüfung	Optimierung der Bindemittel-Menge	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
26	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Poren-Kanal ↔ Elektronenfluss	Vermeidung von Selbstentladung → mikroskopischer Kriechstrom	Elektronen-Tunneln durch zu dünne Wandstärken	Mittlere Wandstärke zwischen Poren < 2 µmAlt.: Feuchtigkeit in der Zelle	Isolationswiderstandsmessung (Hi-Pot)	Erhöhung der Wandstärke-Sicherheit	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
27	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Struktur ↔ Diffusionsschicht	lange Lebensdauer → lokale Überlastung der Elektroden-Fläche	Verringerung des Volumendurchsatzes durch zu hohe Dichte	Porenvolumen-Verteilung abweichend von 0.45Alt.: Falscher Elektrolyt-Füllgrad	Quecksilber-Porosimetrie	Prozessführung der Porenstruktur-Bildung (Stretch-Verhältnis)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
28	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator ↔ Gasblasen	aktive Zelloberfläche voll nutzen → Gasblasen haften an der Oberfläche und blockieren Ionen	Blasen blockieren Ionen-Transferkanäle	Kontamination durch Silikone < 10 ppmAlt.: Elektrolyt-Zersetzungsgase	Visualisierung mit Röntgen-Computertomographie	Reinheitskonzept für die Separator-Fertigung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
29	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	NMC-Kristallgitter ↔ eingelagertes Li-Ion	Erhalt der spezifischen Kapazität über die Lebensdauer → Irreversible Gitterrissbildung durch mechanische Spannungsspitzen	Lokale Überlastung der Gitterkapazität durch Inhomogenität in der Aktivmaterialdichte	Lokale Partikelgröße des NMC-Materials 25 µm statt Spezifikation 10-15 µmAlt.: Zersetzung des Elektrolyten an der Partikeloberfläche	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Querschliffs	Vorgabe engerer Partikelgrößenverteilung in der Materialspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
30	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Aktivmaterial ↔ Binder-Matrix	Niedriger Übergangswiderstand der Elektrodenbeschichtung → Unterbrechung der elektrischen Leitpfade während der Volumenarbeit	Kohäsionsbruch im Binder bei zyklischer Volumenänderung	Binder-Gewichtsanteil in der Elektrodenmatrix 1.5 % statt 3.0 %Alt.: Chemische Zersetzung des Binders durch Elektrolytadditive	Schältest der Beschichtung von der Kollektorfolie	Festlegung der minimalen Bindermenge in der Rezepturspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
31	Kathoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	NMC-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Interface	Unterbindung von Gasbildung und thermischem Durchgehen → Unkontrollierte parasitäre Reaktion zwischen Übergangsmetall und Elektrolyt	Katalytische Zersetzung des Elektrolyten durch freie Übergangsmetallionen	Restwassergehalt in der Beschichtung 500 ppm statt < 50 ppmAlt.: Verunreinigung durch metallische Fremdkörper aus Vorprozess	Karl-Fischer-Titration des Elektrodenmaterials	Prozessgrenzwert für Restfeuchte verschärfen	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
32	Kathoden-Elektroden-Interface Signal / Regelung	Aluminium-Kollektor ↔ Aktivmaterial	Widerstandsarme Stromableitung → Anodische Auflösung des Aluminium-Kollektors	Durchbruch des Passivierungspotentials des Aluminiums	Aluminium-Reinheit 98 % statt 99.5 %Alt.: Fehlende Beschichtung der Folie	Spektralanalyse der Kollektorfolie	Materialspezifikation auf Reinheitsgrad prüfen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
33	Kathoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	NMC-Gitter ↔ Li-Ionen	Hohe Leistungsdichte → Massive Überspannung bei Entladevorgängen	Blockade der Diffusionspfade durch Gitterinstabilität	Porosität der Beschichtung 20 % statt 35 %Alt.: Mangelnde Benetzung durch Elektrolyt	Quecksilberporosimetrie an der Beschichtung	Anpassung der Kalandrierparameter (Produktspezifikation Dicke/Dichte)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
34	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Leitadditiv ↔ Aktivmaterial	Geringer Innenwiderstand der Zelle → Erhöhte joulesche Verlustleistung (Wärmeentwicklung)	Unterbrechung des Netzwerks bei Schwellvorgängen	Dispergierungsgrad des Rußes (Agglomeratgröße > 5 µm)Alt.: Verklumpung des Leitadditivs	Mikroskopische Analyse der Partikelverteilung	Rezepturvorgabe für Additiv-Homogenität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
35	Kathoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	Elektrolyt ↔ Porenraum	Vollständige Zellkapazität → Trockene Zonen (Dead Zones) ohne Ionenfluss	Gasblaseneinschluss blockiert Ionenleitung	Tortuosität der Porenstruktur > 2.5Alt.: Zu geringe Oberflächenspannung des Elektrolyten	Simulation der Tortuosität über FIB-REM-Datensätze	Festlegung der Partikelgeometrie zur Porenoptimierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
36	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Übergangsmetalloxid-Redoxzentrum ↔ Li-Ionen	Hohe Kapazitätsretention → Phasenumwandlung zu inaktiven Kristallsystemen	Sauerstofffreisetzung bei Überladung	NMC-Stöchiometrie (Ni:Mn:Co Verhältnis 8:1:1 statt 6:2:2)Alt.: Instabilität der Kristallstruktur durch Nickel-Überschuss	ICP-OES Analyse der Elementzusammensetzung	Festlegung der Rezeptur-Sollwerte	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
37	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Binder-Interface ↔ Stromsammler	Vibrationsfeste Zelle → Ablösung der Schicht bei mechanischer Belastung (Zellmodul)	Adhäsionsversagen durch fehlende Mikrorauhigkeit	Rauhigkeit der Aluminiumfolien-OberflächeAlt.: Verschmutzung der Folie mit Ölen	Profilometrie der Aluminiumoberfläche	Spezifikation der Rauhigkeit (Ra-Wert) für Zulieferer	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
38	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Redoxzentrum ↔ Elektrolyt	Verhinderung der Gasbildung → Hydrolytische Zersetzung des Leitsalzes	Säurebildung durch Li-Salz-Zersetzung (HF-Bildung)	Lithium-Restalkalinität auf NMC-Partikeloberfläche > 500 ppmAlt.: Zu viel Wasser im Elektrolyten	Titrationsanalyse der NMC-Partikel	Vorgabe der maximalen Alkalinität in der Rohstoffspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
39	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	NMC-Partikel ↔ NMC-Partikel	Gleichmäßige Stromverteilung → Zunehmender Zellinnenwiderstand über Zyklen	Plastische Verformung des Bindernetzwerks	Elastizitätsmodul des Binders > 2 GPaAlt.: Zersetzung der Leitpartikel	Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) des Binderfilms	Auswahl flexiblerer Polymerbinder	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
40	Kathoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Aktivmaterial ↔ Ionen-Transferpfad	Vermeidung von Dendritenwachstum → Lokale Überlastung führt zu Lithium-Plating (an Anode, Ursache hier in Kathoden-Design)	Konzentrationspolarisation durch Poren-Inhomogenität	Schichtdickenvarianz der Kathode > 5 µm über 10 cm LängeAlt.: Dicke der Beschichtung variiert	Dickenmessung über die Elektrodenbahn	Verbesserung der Schlitzdüsen-Präzision (Produktvorgabe: Dickentoleranz)	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
41	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Redoxzentrum ↔ Elektronenpfad	Gleichmäßiges Temperaturfeld der Zelle → Lokale thermische Hotspots am Kontaktübergang	Oxidationsschicht am Übergang	Oxidschichtdicke auf Aluminiumfolie vor Montage > 10 nmAlt.: Falscher Schweißdruck beim Kontaktieren	XPS-Oberflächenanalyse der Folie vor Prozessschritt	Vorgabe einer Reinigungsstufe oder Lagerung in Schutzgas	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
42	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	NMC-Struktur ↔ Umgebung	Langzeitstabilität des Elektrodenverbunds → Mechanische Gitterdehnung durch Überdruck	Beschleunigte mechanische Degradation bei Überdruck	Stack-Dicke 5.2 mm statt Solldicke 5.0 mmAlt.: Gasung im Modul	Dickenmessung des Elektroden-Separator-Stacks	Einhaltung der Schichtdicken-Summentoleranz	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
43	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Schweißnaht ↔ Ableiterfolie	Widerstandsarme elektrische Leistungsübertragung → Lokale Stromdichtenerhöhung durch verengten stromführenden Querschnitt	Erhöhung des elektrischen Widerstands führt zu Joulescher Wärme	Kontaktfläche der Schweißnaht < 15 mm² bei Sollwert 25-30 mm²Alt.: Materialalterung des Ableiters, Oberflächenkontamination	Mikroskopische Vermessung der Anbindungsfläche im Querschliff	Optimierung der Schweißgeometrie und Anpresskraftsteuerung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
44	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Tab-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Interface	Langzeitstabile elektrische Schnittstelle → Auflösung der Passivierungsschicht unter lokaler Gasentwicklung	Oxidschichtdurchbruch durch Korrosionspotential	Fremdmetallpartikelgehalt im Tab-Material > 50 ppmAlt.: Mechanische Spannungsrisskorrosion	EDX-Analyse der korrodierten Oberfläche nach Zyklenbelastung	Reinheitsgradanforderung für Tab-Material erhöhen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
45	Tab-Kontakt-Schnittstelle Bewegung / Zeit	Ableiterfolie ↔ Übergangsbereich	Dauerfeste mechanische Verbindung → Lokale Rissbildung an der Übergangskante Tab zu Folie	Spannungskonzentration an geometrischen Kerben	Biegeradius an der Übergangszone 0.1 mm statt 0.5 mmAlt.: Thermisches Kriechen durch Eigenwärme	Vibrationsprüfung mit anschließender Rissdetektion	Konstruktive Anpassung des Biegeradius (Verrundung)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
46	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Tab-Material ↔ Stromfluss	Thermische Zellstabilität → Lokale Hotspots durch unhomogene Stromdichteverteilung	Widerstandsanstieg reduziert Wärmeabfuhr-Effizienz	Tab-Querschnitt 2.5 mm² statt 4.0 mm²Alt.: Erhöhter Innenwiderstand durch Elektroden-Degradation	Infrarot-Thermografie unter 10 C-Rate Entladung	Erhöhung der Leiterquerschnittsfläche	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
47	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Schweißnahtgefüge ↔ Metallische Matrix	Dauerkontakt und minimaler Widerstand → Aufweitung des Gefüges führt zu mechanischer Instabilität	Phasenänderungen im Schweißgefüge bei Übertemperatur	Kristallitgröße im Schweißgefüge > 50 µmAlt.: Materialermüdung durch Ausdehnungskoeffizient	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Schweißgefüges	Anpassung der Abkühlrate nach dem Schweißen zur Gefügestabilisierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
48	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Übergangsfläche Tab ↔ Stromkollektor	Duktiler Kontaktverbund → Erhöhter spröder Bruch bei mechanischer Belastung	Diffusion führt zu spröden intermetallischen Phasen	Diffusionsschicht an der Schnittstelle 8 µm durch thermische ProzessüberlastungAlt.: Galvanische Korrosion durch Elektrolytkontakt	EDX-Mapping der Übergangszone	Prozessführung zur Begrenzung der Wärmeeinbringung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
49	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Dichtungskante ↔ Tab	Schutz vor Atmosphäre → Leckagepfad entlang der Tab-Oberfläche	Oberflächenenergie des Tabs zu gering für Benetzung	Oberflächenenergie des Tabs < 38 mN/m (Soll > 45 mN/m)Alt.: Thermische Ausdehnungsdifferenz Dichtung/Tab	Benetzungsmessung (Kontaktwinkel) am Tab-Material	Plasmavorbehandlung des Tabs zur Oberflächenaktivierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
50	Tab-Kontakt-Schnittstelle Signal / Regelung	Kupfer-Tab ↔ Gehäuse	Sicherheit gegen elektrischen Kurzschluss → Gehäusespannung gegen Masse messbar	Durchschlag durch Fehlstellen im Isolator	Durchschlagfestigkeit der Isolationshülse < 500 V (Soll 2000 V)Alt.: Feuchtigkeit im Gehäuse	Hochspannungstest (HiPot) am Modul	Erhöhung der Wandstärke der Isolationshülse	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
51	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Folie ↔ Tab-Übergang	Gasfreie Zellumgebung → Gasausdehnung drückt Tab-Kontakt auseinander	Hydrolyse am Tab bei Feuchtigkeit	Lokale Restfeuchte am Tab-Übergang 80 ppmAlt.: Zersetzung der SEI-Schicht	Karl-Fischer-Titration der Tab-Zone	Vakuumtrocknung der Tab-Zone vor Kapselung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
52	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Schweißnaht ↔ Tab-Kern	Vermeidung lokaler Hotspots → Überhitzung der Kantenbereiche (Skin-Effekt bei Stromstößen)	Stromkonzentration an scharfen Ecken	Kantenradius des Tabs < 0.05 mm (Scharfkantig)Alt.: Ungleichmäßige Anpresskraft während Schweißung	Simulation der Stromdichteverteilung im Tab	Konstruktive Verrundung der Tab-Kanten	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
53	Tab-Kontakt-Schnittstelle Bewegung / Zeit	Al-Tab ↔ Modulverbinder	Dauerhaft niedriger Kontaktwiderstand → Oxidbildung an Kontaktfläche durch Mikrobewegungen	Verschleiß der Kontaktoberfläche durch Mikroschlupf	Anzugsdrehmoment der Verbindung < 2 Nm (Soll 5 Nm)Alt.: Relaxation des Materials	Dauerlaufversuch mit Widerstandsmessung (4-Leiter)	Drehmomentbegrenzte Verschraubung mit Sicherung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
54	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Schweißnaht ↔ Materialgefüge	Dauerfeste mechanische Verbindung → Sprödbruch bei mechanischer Biegung	Übermäßige Kornvergrößerung bei Hitze	Rekristallisationsgrad im WEZ-Bereich > 30 %Alt.: Zusammensetzung der Aluminiumlegierung	Härtemessung (Vickers) in der WEZ	Optimierung der Schweißzeit/Leistung zur Begrenzung der WEZ	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
55	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Tab-Oberfläche ↔ Umgebung	Langzeitkorrosionsschutz → Oxidation des Aluminium-Tabs	Schichtfehlstellen (Poren)	Beschichtungsdicke der Tab-Passivierung 1.2 µmAlt.: Elektrolyt-Leckage von innen	Salzsprühnebeltest an Zellmodul	Prozessparameter für Schichtauftrag anpassen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
56	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Stromableiter ↔ Schweißpunkt	Mechanische Integrität → Rissbildung im Ableiter durch thermische Kontraktion	Eigenspannungen durch ungleichmäßige Abkühlung	Abkühlrate > 100 K/s führt zu Eigenspannungen von 150 MPaAlt.: Falsche Werkstoffwahl	Eigenspannungsmessung mittels Röntgenbeugung (XRD)	Controlled Cooling Profile für die Schweißzone	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
57	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Versiegelungsnaht-Polymer ↔ Aluminium-Barriere	Hermetische Kapselung → Adhäsive Trennung bei mechanischer Belastung	Thermische Instabilität führt zu Delamination	Polymer-Schmelzindex der Versiegelungsschicht außerhalb 5-10 g/10minAlt.: Verschmutzung der Siegelfläche	DSC-Analyse zur Bestimmung des Schmelzpunktes	Materialspezifikation anpassen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
58	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Siegelnaht-Geometrie ↔ Innendruck	Hermetischer Einschluss → Diffusionskanal für Elektrolytgase	Überschreiten der kritischen Diffusionsrate durch Untermaß	Nahtbreite 2.2 mm statt >= 4.0 mmAlt.: Versprödung der Siegelschicht	Optische Vermessung der Siegelnahtbreite	Konstruktive Festlegung der Nahtbreite im CAD	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
59	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Folien-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Benetzung	Strukturintegrität → Materialerweichung und Dickenänderung	Diffusion des Elektrolyten in die Polymermatrix	Vernetzungsdichte der Siegelschicht zu geringAlt.: Elektrolytzusammensetzung aggressiv	Quellungsversuch in Elektrolyt	Materialspezifikation für Elektrolytresistenz	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
60	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Alu-Folie ↔ Biegeradius	Barriereerhalt → Mikrorisse in der Aluminiumschicht	Plastische Dehnung über Bruchdehnungsgrenze	Biegeradius der Pouchkante 0.2 mm statt >= 0.5 mmAlt.: Korrosion durch Feuchtigkeit	REM-Analyse der Pouchkante	Formgestaltung des Gehäusewerkzeugs	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
61	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Tab-Ausführung ↔ Versiegelungsnaht	Vollständige Kapselung → Spaltbildung an der Tab-Durchführung	Verringerung der Dichtlänge bei lokaler Zugbelastung	Sealant-Dicke an Tab-Übergang 100 Mikrometer statt >= 130 MikrometerAlt.: Versiegelungstemperatur ungeeignet	Schnittbildanalyse	Anpassung der Tab-Dichtgeometrie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
62	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Pouch-Innenraum ↔ Gasdruck	Druckstabilität → Plastische Aufwölbung der Folie	Überschreiten der Kriechgrenze durch Gasbildung	Elastizitätsmodul der Verbundfolie < 500 MPaAlt.: Elektrolytzersetzung erhöht	Druck-Dehnungs-Test	Materialänderung der Folie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
63	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Sealant-Matrix ↔ Feuchtigkeitsdiffusion	Chemische Stabilität → Anstieg von LiOH im Innenraum	Diffusion durch Fehlstellen in der Polymerstruktur	Kristallinitätsgrad der Siegelschicht < 40 ProzentAlt.: Versiegelung undicht	WVTR-Messung	Optimierung der Polymerkristallinität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
64	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Folien-Schichtverbund ↔ Mechanische Spannung	Mechanische Verbundstabilität → Interlaminares Delaminieren	Schubspannung übersteigt Haftkraft	Adhäsionspromotor-Konzentration in Verbindungsschicht zu niedrigAlt.: Unzureichende Vorbehandlung	Schälversuch nach ISO 8510	Prozessfreigabe des Materiallieferanten	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
65	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Versiegelungsnaht ↔ Thermische Belastung	Nahtfestigkeit → Erweichung der Naht bei 80 Grad Celsius	Übergang in den viskosen Zustand	Polymer-Glasübergangstemperatur < 90 Grad CelsiusAlt.: Lokale Überhitzung	DMA-Messung (Dynamisch-Mechanische Analyse)	Einsatz von höhertemperaturfesten Polymeren	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
66	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Folien-Innenoberfläche ↔ Elektrolyt	Langzeitstabilität → Lokale Elektrolyt-Reaktivität an rauen Stellen	Vergrößerung der Angriffsfläche durch Rauheit	Oberflächenrauheit der Innenfolie Ra > 1.5 MikrometerAlt.: Partikelkontamination	Konfokale Mikroskopie	Oberflächenspezifikation im Datenblatt	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
67	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Pouch-Folie ↔ Zellstapel	Schutz der Zellintegrität → Scheuerstellen am Pouch	Stick-Slip-Effekte führen zu mechanischem Abtrag	Reibbeiwert der Außenbeschichtung > 0.3Alt.: Falsche Fixierung im Modul	Tribometer-Test	Optimierung der Oberflächenbeschichtung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
68	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Aluminium-Schicht ↔ Korrosionsmedium	Barriere-Erhalt → Lochfraßkorrosion	Durchbruch der Schutzschicht durch Korrosion	Passivierung der Alufolie unzureichend (zu geringe Schichtdicke)Alt.: Mechanische Beschädigung	Elektrochemische Impedanzspektroskopie	Beschaffungsvorgabe	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
69	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Versiegelungsnaht ↔ Zugbelastung	Integrität der Pouchzelle → Nahtriss bei Modul-Ausdehnung	Rissbildung an der Nahtwurzel	Naht-Zugfestigkeit < 40 N/cmAlt.: Temperaturspannungen	Zugversuch an der Nahtprobe	Festlegung der Mindestzugfestigkeit im Design	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
70	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Polymerschicht ↔ Innendruck-Signal	Stabile Zellform → Hohe Verformung bei geringem Druck	Geometrische Instabilität führt zu Signalrauschen im Drucksensor	Steifigkeit der Pouchfolie zu niedrig (E-Modul < 300 MPa)Alt.: Drucksensor defekt	Steifigkeitsprüfung	Anpassung der Folien-Materialzusammensetzung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
71	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Druckplatte ↔ Zelloberfläche	Erhalt des Schichtverbunds und Minimierung des Innenwiderstands → Lokaler Druckabfall unter 5 N/cm2 führt zu Delamination	Reduzierte Biegesteifigkeit führt zu ungleichmäßiger Druckverteilung	Wandstärke der Druckplatte 1.5 mm statt 2.2 mmAlt.: Zellschwellung durch Gasbildung übersteigt Gehäusekapazität	FEM-Simulation der Plattenbiegung unter Last	Erhöhung der Steifigkeit durch Rippenstruktur	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
72	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Wärmeleitpad ↔ Zellgehäuse	Homogenes Temperaturfeld unter 45 Grad Celsius → Lufteinschluss am Wärmeleitpad reduziert Wärmetransport	Gasbildung bei Überhitzung durch unzureichende Anpresskraft	Oberflächenrauheit des Wärmeleitpads 50 µm statt 10 µmAlt.: Verschmutzung des Kühlbodens verhindert direkten Kontakt	Messung des thermischen Übergangswiderstands	Spezifikation der Oberflächengüte und Viskosität	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
73	Zell-Modul-Verbund Bewegung / Zeit	Zellgehäuse ↔ Modulgehäuse	Integrität der Pouch-Kapselung → Scheuerstellen an der Pouchfolie durch fehlende Dämpfung	Dynamische Kraftspitzen bei Resonanzbelastung	Shore-Härte des Puffers 40 Shore A statt 70 Shore AAlt.: Zu geringe Vorspannung im Modulstapel	Vibrationstest nach ISO 16750	Materialanpassung der Entkopplungselemente	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
74	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Tab-Kontakt ↔ Zellverbinder	Effiziente Leistungsübertragung → Lokale Erwärmung durch hohen Widerstand	Oxidschichtbildung durch eingeschlossene Feuchtigkeit	Kontamination der Schweißfläche mit 5 mg/cm2 ElektrolytrestAlt.: Falsche Legierung des Stromverbinders	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Tabs	Reinigungsprozess und Versiegelung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
75	Zell-Modul-Verbund Umgebung	Pouch-Kante ↔ Gehäusedurchbruch	Verlustfreier Einschluss des Elektrolyten → Mechanische Spannung in Pouch-Falte bei 45 Grad	Zugbelastung der Pouch-Folie über die Streckgrenze	Gehäusetoleranz der Modulöffnung 100 mm statt 105 mmAlt.: Zellaufbau zu dick für Bauraum	CAD-Toleranzkettenanalyse und Temperaturzyklustest	Anpassung der Gehäusetoleranzen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
76	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Kühlmedium ↔ Kühlplatte	Thermische Stabilität der Zelle → Turbulente Strömung mit Druckverlust	Materialabtrag an Kanalwänden durch Kavitation	Querschnitt des Kühlkanals 5 mm2 statt 12 mm2Alt.: Lufteinschluss im Kühlkanal	Strömungssimulation (CFD)	Geometrische Anpassung des Kanalquerschnitts	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
77	Zell-Modul-Verbund Stoff / Materialzustand	Zellstapel ↔ Druckplatte	Stabile elektrische Kontaktierung der Aktivschichten → Abfall der Federkraft durch plastisches Fließen	Molekulare Umlagerung im Polymermaterial der Druckplatte	E-Modul des Federstahls 180 GPa statt 210 GPaAlt.: Zellaufbau schrumpft aufgrund interner Degradation	Langzeit-Kriechversuch unter Last	Materialwahl Federstahl 1.4310	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
78	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Zellgehäuse ↔ Modulgehäuse	Thermische Kopplung → Delamination des Klebers von der Zelloberfläche	Diffusion von Elektrolyt-Resten an der Grenzfläche	Oberflächenenergie der Pouch-Folie 30 mN/m statt 45 mN/mAlt.: Falsche Oberflächenvorbehandlung (Plasma)	Tensiometrische Messung der Oberflächenenergie	Plasma-Aktivierung in der Vorbereitung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
79	Zell-Modul-Verbund Signal / Regelung	Temperatursensor ↔ Zelloberfläche	Thermisches Management und Sicherheit → Verfälschtes Signal durch Ansprechverzögerung	Wärmewiderstand in der Vergussmasse des Sensors	Schichtdicke der Wärmeleitpaste über Sensor 2.0 mm statt 0.5 mmAlt.: Sensor-Selbsterwärmung	Ansprechzeitmessung (t90)	Konstruktive Fixierung der Sensorhöhe	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
80	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Zellverbinder ↔ Zell-Tab	Langfristige Betriebsfestigkeit → Erhöhter Kontaktwiderstand durch Rissfortschritt	Kerbwirkung an Schweißnahtanfang	Nahtgeometrie-Kerbradius 0.05 mm statt 0.2 mmAlt.: Materialversprödung durch hohe Schweißwärme	Schliffbildanalyse und Zugfestigkeitsprüfung	Optimierung Schweißparameter Laser	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
81	Zell-Modul-Verbund Stoff / Materialzustand	Zellgehäuse ↔ Umgebung	Erhalt der Zellchemie → Elektrolytdegradation durch Wasseraufnahme	Hydrolyse der Dichtung bei thermischer Belastung	Shore-Härte der Dichtung 30 Shore A statt 60 Shore AAlt.: Undichtigkeit am Kabeldurchbruch	Dichtigkeitsprüfung (Helium-Lecktest)	Dichtungsmaterialauswahl und Kompressionsvorgabe	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
82	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Zelloberfläche ↔ Wärmeleitpad	Homogene Alterung des Zellstapels → Lokale Überhitzung (Hotspot) an Randzellen	Wärmestau durch schlechten thermischen Kontakt bei Randzellen	Lagegenauigkeit der Zellen 5 mm statt 1 mmAlt.: Unzureichende Kühlmittelmenge im Modul	Thermographische Messung	Einbauhilfe für exakte Zellpositionierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
83	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Modulrahmen ↔ Zell-Zell-Isolator	Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse → Durchscheuern der Isolierfolie	Lokale Druckspitzen überschreiten Durchschlagfestigkeit	Radius der Gehäusekante 0.1 mm statt 1.0 mmAlt.: Grat am Modulrahmen	Visuelle Prüfung und Isolationsmessung (HiPot)	Entgratungsprozess am Gehäuse	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
84	Zell-Modul-Verbund Bewegung / Zeit	Zellstapel ↔ Modulgehäuse	Strukturintegrität der Zelle → Verbiegung der Zelle (Cell bulging) bei Volllast	Überbelastung der Pouch-Hülle durch mangelnden Ausdehnungsraum	Montage-Vorspannmoment 25 Nm statt 15 NmAlt.: Zell-Aufdickung während Lebensdauer falsch berechnet	Drehmoment-Protokoll und Zell-Dickenmessung	Begrenzung des Anzugsmoments bei Montage	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

Wirkprinzip-Analyse · Auftrag und Wirklogik

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

1 / 13

Status

Entwurf

Analyseauftrag

Untersuchungsgegenstand

Lithium-Ionen-Pouchzelle (NMC/Graphit) im Fahrzeugmodul

Fertige Zelle im Modul, ohne Zellfertigung

Zentrale Fragestellung

An welcher Wirkstelle geht die gewünschte Wirkung verloren – und wodurch ist das nachweisbar?

Hypothesen sind keine bestätigten Ursachen. Die Nachweisstufe entscheidet über die Übergabe.

Ideale Wirkung zuerst

Ideales Ergebnis → notwendige Wirkungen → Wechselwirkungen und kritische Wirkfenster → präzise Störungen → Gegenversuche und Nachweis. Alle neun Felder stehen vollständig auf den folgenden beiden Seiten.

Wirkweg

Idealzustand

Wirkungsarchitektur

Störung & Gegenhypothese

Messnachweis

Ergebnisstand

6Stationen

84Hypothesen

0Ab H3 belegt

84Offen

Funktionskette · Wirkstellen

Technischer Ablauf

Vom Eingang zur gewünschten Wirkung

6 Wirkstellen

Schritt 01Anoden-Elektroden-Interface

Reversibler Speichervorgang für Lithium-Ionen durch Interkalation

Schritt 02Separator-Membran-Transfer

Selektiver Stofftransport von Li+-Ionen unter Ausschluss elektronischer Leitung

Schritt 03Kathoden-Elektroden-Interface

Reversibler Ionenaustausch durch Übergangsmetalloxid-Redoxreaktionen

Schritt 04Tab-Kontakt-Schnittstelle

Widerstandsarme elektrische Leistungsübertragung nach außen

Schritt 05Pouch-Kapselung

Schutz vor Atmosphäre und Einschluss des Elektrolyten

Schritt 06Zell-Modul-Verbund

Gewährleistung des mechanischen und thermischen Gleichgewichts

Ideal und notwendige Wirkungen · vollständige Fachinhalte

Idealzustand

Noch nicht dokumentiert

Notwendige Wirkungen

Noch nicht dokumentiert

Wirkfolge und Gleichzeitigkeit

Noch nicht dokumentiert

WPA · Analyseauftrag und ProzessübersichtDetailanalyse: Wirkprinzip → Störmechanismus → Nachweis

Seite 1 / 13

Wirkprinzip-Analyse · Wirkarchitektur und Widerlegung

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

2 / 13

Status

Entwurf

Kopplungen und Rückkopplungen

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

Wirkfenster und Messstellen

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

TRIZ-Widerspruch

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

Nichtoffensichtliche Störmechanismen

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

Gegenversuch und Reproduktion

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

FMEA-/8D-Übergabe

Noch nicht untersucht – expliziter Prüfbedarf

Seite 2 / 13

Wirkprinzip-Analyse · Prozess und Wirkprinzip

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

3 / 13

Status

Entwurf

Analyseobjekt

Produkt / Baugruppe	Lithium-Ionen-Pouchzelle (NMC/Graphit) im Fahrzeugmodul	Systemgrenze / Ausschlüsse	Fertige Zelle im Modul, ohne Zellfertigung
Kennzahlen	6 Funktionszonen · 84 Ursachen · 0 Nachweis ab H3 · 84 Nachweise offen	Wirkelemente	Anoden-Ableiter (Kupferfolie) (Elektrischer Stromsammler und Trägersubstrat der Anode) · Kathoden-Ableiter (Aluminiumfolie) (Elektrischer Stromsammler und Trägersubstrat der Kathode) · Separator (Polyolefin-Membran) (Elektrische Isolation bei ionischer Durchlässigkeit) · Zell-Tab (Ableiterfahne) (Externe elektrische Kontaktierung) · Pouch-Folie (Mehrschichtverbund) (Mechanische Hülle und Gasbarriere) · Elektrolyt (Ionenleitendes Medium) · Sealant-Schicht (Polymersiegel) (Dichtelement am Tab-Austritt) · Modul-Spannvorrichtung (Mechanische Fixierung der Zelle)

Wirkkette 1/1

Nr.	Station	Funktion / Ziel	Wirkprinzip	Kritische Wirkgrößen / Wirkfenster	Teilabläufe	Betrachtungsumfang
1	Anoden-Elektroden-Interface	Reversibler Speichervorgang für Lithium-Ionen durch Interkalation	Elektrochemisches Potentialgefälle induziert Ionenwanderung durch Ionisation an der Fest-Flüssig-Grenzfläche	Lithiierungskapazität in mAh/g innerhalb eines Wirkfensters von 0.01 bis 1.0 V vs Li/Li+	Lithium-Ionen-Einlagerung in Graphit · Elektronenübertragung Ableiter-Partikel · Aufrechterhaltung der SEI-Schicht-Stabilität	Kupferfolie · Graphit-Beschichtung · Elektrolyt-Grenzfläche
2	Separator-Membran-Transfer	Selektiver Stofftransport von Li+-Ionen unter Ausschluss elektronischer Leitung	Brownsche Molekularbewegung der Ionen durch nanostrukturierte Diffusionskanäle in einem Polymer-Matrix-Gitter	Ionenleitfähigkeit in mS/cm bei definierter Porengeometrie und Temperatur < 80 °C	Ionen-Diffusionskontrolle · Physische Barrieretrennung · Thermische Abschaltung (Shutdown-Funktion)	Separator-Porenstruktur · Elektrolyt-Ionenkonzentration · Benetzungsgrad
3	Kathoden-Elektroden-Interface	Reversibler Ionenaustausch durch Übergangsmetalloxid-Redoxreaktionen	Redox-Kopplung der Übergangsmetalle bei Potentialänderung durch Ionen-Deinterkalation	Strukturstabilität des Gitters innerhalb der Wirk-Spannungsgrenzen 3.0 bis 4.2 V	Lithium-Ionen-Abgabe aus NMC · Elektronenübertragung zur Kollektorfolie · Kristallgitter-Volumenänderung	Aluminiumfolie · NMC-Aktivmaterial · Binder-Matrix
4	Tab-Kontakt-Schnittstelle	Widerstandsarme elektrische Leistungsübertragung nach außen	Metallische Bindung über stoffschlüssige Kontaktflächen mit definiertem Übergangswiderstand	Kontaktwiderstand in mOhm bei maximaler Stromdichte von 5-10 C-Rate	Stromübergang zwischen Folie und Tab · Mechanische Festigkeit des Verbunds · Vermeidung lokaler Hotspots	Kupfer/Alu-Tab · Ableiterfolie · Schweißnaht-Kontaktfläche
5	Pouch-Kapselung	Schutz vor Atmosphäre und Einschluss des Elektrolyten	Diffusionshemmung durch metallische Barriereschicht mit hermetischem Verschluss der Kanten	Leckrate und Durchlässigkeit für H2O/O2; Innendruck < 0.5 bar Überdruck	Erhalt der hermetischen Barriere · Druckausgleich im Innenraum · Vermeidung von Eindiffusion	Pouch-Aluverbundfolie · Versiegelungsnaht · Innenraum-Gasdruck
6	Zell-Modul-Verbund	Gewährleistung des mechanischen und thermischen Gleichgewichts	Statische Kraftbeaufschlagung zur Minimierung des Kontaktwiderstandes an den Aktivschicht-Grenzflächen	Zelldruck in N/cm² im Fenster von 5 bis 20 N/cm² zur Aufrechterhaltung des Schichtverbunds	Mechanische Lastaufbringung auf die Zellflächen · Thermische Anbindung an Kühlstruktur · Fixierung der Zelle gegen Schwingung	Modulrahmen · Zellgehäuse · Druckplatte · Wärmeleitpad

Seite 3 / 13

Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

4 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 1/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
1	Anoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Graphitpartikel ↔ Elektrolyt	Langzeitstabile Interkalation von Li-Ionen → Kontinuierliche Zersetzung des Elektrolyten	Lückenhafte SEI lässt Elektrolyt zersetzen	Graphit-Partikeloberfläche weist Fremdpartikelkonzentration > 50 ppm aufAlt.: Erhöhte Temperatur führt zu lokaler Auflösung	REM-EDX Analyse der Anodenoberfläche	Erhöhung der Reinheitsanforderungen an Aktivmaterial	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
2	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphitpartikel ↔ Kupferfolie	Homogener Stromfluss während der Interkalation → Erhöhter Übergangswiderstand	Binder-Migration reduziert Kontaktflächen	Binderkonzentration an der Stromsammler-Interfacefläche beträgt < 1 ProzentAlt.: Oxidation der Kupferoberfläche	Querschliff-Analyse mit EDX-Mapping	Anpassung der Rheologie des Slurries	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
3	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphitpartikel ↔ Li+-Ionen	Reversible Einlagerung in das Graphitgitter → Metallische Lithium-Ablagerung an der Anodenoberfläche	Hohe Stromdichte übersteigt Interkalationsgeschwindigkeit	Lokale Porosität der Anode liegt unter 25 ProzentAlt.: Unzureichende Benetzung durch Elektrolyt	Porositätstests via Quecksilberporosimetrie	Geometrische Gestaltung zur Reduktion der Stromdichtenspitzen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
4	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt ↔ Graphit-Interkalationsschicht	Erhalt der Elektrodenstruktur über Lebensdauer → Partikelzerfall durch mechanische Spannungen	Übermäßige Dehnung sprengt das Partikelgefüge	Graphit-Partikel-Kristallinität zeigt d(002) Netzebenenabstand > 0.337 nmAlt.: Eigenspannungen durch Fertigungsprozess	Röntgenbeugungsanalyse (XRD)	Materialspezifikation für Graphit-Morphologie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
5	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Separator ↔ Anodenoberfläche	Kurzschlussvermeidung bei gleichzeitigem Ionenfluss → Mechanische Degradation des Separators	Lokale Druckspitzen verletzen Membranstruktur	Kantenprofil der Anode weist Rauheit Ra > 5 Mikrometer aufAlt.: Gratbildung an der Stromsammler-Kante	Profilometrie der Anodenkanten	Geometrische Kantenverrundung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
6	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt-Ionen ↔ Interface-Potential	Ladungszustandserkennung ohne Überladung → Abweichung des Zellspannungs-Signals von der tatsächlichen Interkalation	Übergangswiderstände täuschen korrekte Spannung vor	Elektrolyt-Zusatzstoffe (Additive) führen zu Widerstandserhöhung > 10 Ohm cm^2Alt.: Sensor-Offset im BMS	Impedanzspektroskopie (EIS)	Anpassung der Additiv-Konzentration	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
7	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Graphit ↔ Li+-Ionen	Minimierung der thermischen Belastung → Lokale Überladung der Partikel (Hotspots)	Lokale Widerstandsunterschiede induzieren Stromkonzentrationen	Schichtdickentoleranz der Anodenbeschichtung > 5 MikrometerAlt.: Thermische Inhomogenität im Modul	Dickenmessung über Fläche	Optimierung der Beschichtungskopf-Stabilität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
8	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Kupferstromsammler ↔ Graphit-Beschichtung	Erhalt der elektrischen Leistungsübertragung → Auflösung des Kupferstromsammlers	Säurehaltige Zersetzungsprodukte im Elektrolyten	Wassergehalt im Elektrolyten > 20 ppmAlt.: Feuchtigkeitseintritt bei Pouch-Versiegelung	Karl-Fischer-Titration	Trocknungsprozess des Zell-Inneren	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
9	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Graphit-Partikel ↔ Binder	Dauerhafter elektronischer Kontakt → Partikelablösung vom Stromsammler	Überdehnung des Binders	Binder-Molekulargewicht < 100.000 g/molAlt.: Thermische Zersetzung des Binders	Peel-Test (Schälversuch)	Materialspezifikation für PVDF-Binder	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
10	Anoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Interface ↔ Umgebungstemperatur	Zelllebensdauer (> 1000 Zyklen) → Beschleunigte Alterung der SEI bei > 60 Grad	Überhitzung führt zu exothermen Reaktionen	Lokal auftretende Wärmequellen durch erhöhten Innenwiderstand > 50 mOhmAlt.: Interne Kurzschlüsse durch Separator-Degradation	Thermografie unter Last	Wärmemanagement des Moduls	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
11	Anoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Ionenstrom ↔ Diffusionsschicht	Maximale Leistungsabgabe → Lokale Verarmung an Li+-Ionen	Porendurchmesser zu klein verhindert schnellen Stofftransport	Mittlerer Porendurchmesser der Anodenbeschichtung < 50 nmAlt.: Separatorverstopfung	Permeabilitätsmessung	Optimierung der Porenbildner-Struktur	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

5 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 2/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
12	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Elektrolyt ↔ Graphit-Oberfläche	Druckstabilität der Pouch-Zelle → Entstehung von gasförmigen Zersetzungsprodukten	Direkter Kontakt Elektron-Elektrolyt	Elektrolyt-Additivgehalt (z.B. VC) unter 1 ProzentAlt.: Verunreinigung durch Metallspäne	GC-MS Analyse des Elektrolyten	Spezifikation des Elektrolyt-Additivgehalts	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
13	Anoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Graphit-Partikel ↔ Graphit-Partikel	Effiziente Elektronenleitung → Unterbrochene Leitpfade	Nicht ausreichende Partikel-Kontaktdichte	Leitruß-Anteil im Interface < 0.5 ProzentAlt.: Binder-Inseln unterbrechen Strompfade	Widerstandsmessung über Elektrodenquerschnitt	Anpassung der Slurry-Rezeptur	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
14	Anoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	Anoden-Oberfläche ↔ Elektrolyt	Konstanter Elektrodenabstand → Separator-Verzug durch Elektrolyt-Aufnahme	Zu starke Quellung blockiert Poren	Separator-Polymer-Vernetzungsgrad < 70 ProzentAlt.: Temperatureinwirkung	Quellungsversuch in Elektrolyt-Lösung	Spezifikation des Separator-Materials	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
15	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Porenoberfläche ↔ Elektrolyt-Ion	selektiver Ionentransport → erhöhter Diffusionswiderstand durch Ablagerungen	Reduzierung des effektiven Querschnitts für den Ionentransport	Partikeldichte an der Porenoberfläche > 10^9/cm²Alt.: Elektrolyt-Viskosität durch Additiv-Zersetzung	REM/EDX-Analyse der Separatoroberfläche	Optimierung der SEI-Bildung durch Elektrolytadditive	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
16	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Membran ↔ Kathode	homogene Stromdichteverteilung → lokale Trockenzonen ohne Ionenfluss	Kapillare Unterbrechung durch Oberflächenspannung des Elektrolyten	Oberflächenenergie des Separators < 30 mN/mAlt.: Geometrische Unebenheit der Kathodenbeschichtung	Messung des Kontaktwinkels im Zell-Stack	Anpassung der Oberflächenspannung der Separator-Beschichtung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
17	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Polymer-Gitter ↔ Thermal-Shutdown-Additiv	Sicherheitsschalter-Funktion bei thermischem Ereignis → vorzeitige Verformung oder Instabilität des Gitters	Unkontrollierte Aufweitung der Porenstruktur durch Vor-Degradation	Vernetzungsdichte des Polymers < 85% des SollwertsAlt.: Chemische Instabilität durch Elektrolyt-Kopplung	DSC-Analyse zur Bestimmung der Schmelzpunkt-Stabilität	Materialspezifikation für thermische Stabilität verschärfen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
18	Separator-Membran-Transfer Bewegung / Zeit	Elektrolyt-Phase ↔ Ionen-Transfer-Kanal	Minimierung des ohmschen Innenwiderstands → verringerte Ionenbeweglichkeit bei Hochstrombelastung	Elektrodensalzkristallisation durch Konzentrationsgradienten	Poren-Tortuosität > 2.5 (Soll 1.5 - 2.0)Alt.: Gasblasenbildung blockiert Ionenpfad	Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)	Optimierung der Porendesign-Geometrie	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
19	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Folie ↔ Metallische Partikel	Vermeidung von elektronischer Leitung → partielle lokale Porenaufweitung durch Partikel	Plastische Deformation bei lokalen mechanischen Lastspitzen	Separator-Dicke 15 µm statt 25 µm an punktueller StelleAlt.: Elektrodenkanten-Grat drückt durch Separator	Dickenmessung der Folie (Mapping)	Erhöhung der mechanischen Durchstichfestigkeit des Separators	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
20	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator-Grenzfläche ↔ Elektrolyt-Additiv	Langzeitstabilität der Zelle → Gasentwicklung durch saure Zersetzung	Autokatalytische Gasung durch Säurereste	Restlösemittelkonzentration im Separator > 50 ppmAlt.: Verunreinigung durch Prozessmedien	GC-MS Analyse der Poren-Extraktphase	Verschärfung der Trocknungskriterien im Vorprozess	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
21	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Porenkanal ↔ Ionen-Solvat	Effiziente Interkalation → erhöhte Ionen-Solvat-Größe bei lokaler Hitze	Diffusion wird durch lokales Hitzestau an den Poren ausgebremst	Wärmeübergangswiderstand der Zellstruktur 0.5 K/W, Ist 1.2 K/WAlt.: Ionen-Verarmung	Thermische Simulation der Poren-Umgebung	Verbesserung der thermischen Anbindung im Modul	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
22	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Oberfläche ↔ Elektroden-Interface	Vermeidung von Ionen-Stau → Ablösung des Separators von der Elektrode	Ionenpfad unterbrochen durch mikroskopische Spalte	Dicke der Pouch-Kapselung/Toleranzkette führt zu UnterdruckAlt.: Volumenausdehnung der Anode	Druckmessfolie im Zell-Stack	Konstruktive Anpassung der Anpressfedern im Modul	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

6 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 3/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
23	Separator-Membran-Transfer Energie / Druck / Temperatur	Separator-Matrix ↔ Lithium-Plating	Vermeidung von internen Kurzschlüssen → punktuelle Metallabscheidung am Separator	Lokale Feldüberhöhung durch Poren-Inhomogenität	Poren-Verteilungs-Varianz (sigma) > 5%Alt.: Anoden-Oberflächenbeschaffenheit	Post-Mortem-Analyse der Separatoroberfläche	Homogenisierung der Porenverteilung in der Fertigung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
24	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Polymer ↔ Elektrolyt-Lösungsmittel	Konstanter Ionen-Transfer → Poren schrumpfen oder verschließen sich durch Matrix-Quellung	Kettenaufweitung durch Elektrolyt-Interaktion	Vernetzungsgrad des Polyethylens < 90%Alt.: Elektrolyt-Zusammensetzung	Quellungstest in Lösungsmittelgemisch	Materialwahl/Polymer-Modifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
25	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Beschichtung ↔ Keramik-Partikel	Durchstichschutz und thermische Stabilität → Keramik-Partikel im Zellinneren frei beweglich	Abscheren bei mechanischer Deformation	Bindemittelanteil in der Schicht < 3 Gew-%Alt.: Fehlerhafte Beschichtungsparameter	Scratch-Test / Haftungsprüfung	Optimierung der Bindemittel-Menge	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
26	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Poren-Kanal ↔ Elektronenfluss	Vermeidung von Selbstentladung → mikroskopischer Kriechstrom	Elektronen-Tunneln durch zu dünne Wandstärken	Mittlere Wandstärke zwischen Poren < 2 µmAlt.: Feuchtigkeit in der Zelle	Isolationswiderstandsmessung (Hi-Pot)	Erhöhung der Wandstärke-Sicherheit	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
27	Separator-Membran-Transfer Stoff / Materialzustand	Separator-Struktur ↔ Diffusionsschicht	lange Lebensdauer → lokale Überlastung der Elektroden-Fläche	Verringerung des Volumendurchsatzes durch zu hohe Dichte	Porenvolumen-Verteilung abweichend von 0.45Alt.: Falscher Elektrolyt-Füllgrad	Quecksilber-Porosimetrie	Prozessführung der Porenstruktur-Bildung (Stretch-Verhältnis)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
28	Separator-Membran-Transfer Geometrie / Kontakt	Separator ↔ Gasblasen	aktive Zelloberfläche voll nutzen → Gasblasen haften an der Oberfläche und blockieren Ionen	Blasen blockieren Ionen-Transferkanäle	Kontamination durch Silikone < 10 ppmAlt.: Elektrolyt-Zersetzungsgase	Visualisierung mit Röntgen-Computertomographie	Reinheitskonzept für die Separator-Fertigung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
29	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	NMC-Kristallgitter ↔ eingelagertes Li-Ion	Erhalt der spezifischen Kapazität über die Lebensdauer → Irreversible Gitterrissbildung durch mechanische Spannungsspitzen	Lokale Überlastung der Gitterkapazität durch Inhomogenität in der Aktivmaterialdichte	Lokale Partikelgröße des NMC-Materials 25 µm statt Spezifikation 10-15 µmAlt.: Zersetzung des Elektrolyten an der Partikeloberfläche	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Querschliffs	Vorgabe engerer Partikelgrößenverteilung in der Materialspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
30	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Aktivmaterial ↔ Binder-Matrix	Niedriger Übergangswiderstand der Elektrodenbeschichtung → Unterbrechung der elektrischen Leitpfade während der Volumenarbeit	Kohäsionsbruch im Binder bei zyklischer Volumenänderung	Binder-Gewichtsanteil in der Elektrodenmatrix 1.5 % statt 3.0 %Alt.: Chemische Zersetzung des Binders durch Elektrolytadditive	Schältest der Beschichtung von der Kollektorfolie	Festlegung der minimalen Bindermenge in der Rezepturspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
31	Kathoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	NMC-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Interface	Unterbindung von Gasbildung und thermischem Durchgehen → Unkontrollierte parasitäre Reaktion zwischen Übergangsmetall und Elektrolyt	Katalytische Zersetzung des Elektrolyten durch freie Übergangsmetallionen	Restwassergehalt in der Beschichtung 500 ppm statt < 50 ppmAlt.: Verunreinigung durch metallische Fremdkörper aus Vorprozess	Karl-Fischer-Titration des Elektrodenmaterials	Prozessgrenzwert für Restfeuchte verschärfen	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
32	Kathoden-Elektroden-Interface Signal / Regelung	Aluminium-Kollektor ↔ Aktivmaterial	Widerstandsarme Stromableitung → Anodische Auflösung des Aluminium-Kollektors	Durchbruch des Passivierungspotentials des Aluminiums	Aluminium-Reinheit 98 % statt 99.5 %Alt.: Fehlende Beschichtung der Folie	Spektralanalyse der Kollektorfolie	Materialspezifikation auf Reinheitsgrad prüfen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
33	Kathoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	NMC-Gitter ↔ Li-Ionen	Hohe Leistungsdichte → Massive Überspannung bei Entladevorgängen	Blockade der Diffusionspfade durch Gitterinstabilität	Porosität der Beschichtung 20 % statt 35 %Alt.: Mangelnde Benetzung durch Elektrolyt	Quecksilberporosimetrie an der Beschichtung	Anpassung der Kalandrierparameter (Produktspezifikation Dicke/Dichte)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
34	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Leitadditiv ↔ Aktivmaterial	Geringer Innenwiderstand der Zelle → Erhöhte joulesche Verlustleistung (Wärmeentwicklung)	Unterbrechung des Netzwerks bei Schwellvorgängen	Dispergierungsgrad des Rußes (Agglomeratgröße > 5 µm)Alt.: Verklumpung des Leitadditivs	Mikroskopische Analyse der Partikelverteilung	Rezepturvorgabe für Additiv-Homogenität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

7 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 4/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
35	Kathoden-Elektroden-Interface Bewegung / Zeit	Elektrolyt ↔ Porenraum	Vollständige Zellkapazität → Trockene Zonen (Dead Zones) ohne Ionenfluss	Gasblaseneinschluss blockiert Ionenleitung	Tortuosität der Porenstruktur > 2.5Alt.: Zu geringe Oberflächenspannung des Elektrolyten	Simulation der Tortuosität über FIB-REM-Datensätze	Festlegung der Partikelgeometrie zur Porenoptimierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
36	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	Übergangsmetalloxid-Redoxzentrum ↔ Li-Ionen	Hohe Kapazitätsretention → Phasenumwandlung zu inaktiven Kristallsystemen	Sauerstofffreisetzung bei Überladung	NMC-Stöchiometrie (Ni:Mn:Co Verhältnis 8:1:1 statt 6:2:2)Alt.: Instabilität der Kristallstruktur durch Nickel-Überschuss	ICP-OES Analyse der Elementzusammensetzung	Festlegung der Rezeptur-Sollwerte	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
37	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Binder-Interface ↔ Stromsammler	Vibrationsfeste Zelle → Ablösung der Schicht bei mechanischer Belastung (Zellmodul)	Adhäsionsversagen durch fehlende Mikrorauhigkeit	Rauhigkeit der Aluminiumfolien-OberflächeAlt.: Verschmutzung der Folie mit Ölen	Profilometrie der Aluminiumoberfläche	Spezifikation der Rauhigkeit (Ra-Wert) für Zulieferer	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
38	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Redoxzentrum ↔ Elektrolyt	Verhinderung der Gasbildung → Hydrolytische Zersetzung des Leitsalzes	Säurebildung durch Li-Salz-Zersetzung (HF-Bildung)	Lithium-Restalkalinität auf NMC-Partikeloberfläche > 500 ppmAlt.: Zu viel Wasser im Elektrolyten	Titrationsanalyse der NMC-Partikel	Vorgabe der maximalen Alkalinität in der Rohstoffspezifikation	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
39	Kathoden-Elektroden-Interface Stoff / Materialzustand	NMC-Partikel ↔ NMC-Partikel	Gleichmäßige Stromverteilung → Zunehmender Zellinnenwiderstand über Zyklen	Plastische Verformung des Bindernetzwerks	Elastizitätsmodul des Binders > 2 GPaAlt.: Zersetzung der Leitpartikel	Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA) des Binderfilms	Auswahl flexiblerer Polymerbinder	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
40	Kathoden-Elektroden-Interface Energie / Druck / Temperatur	Aktivmaterial ↔ Ionen-Transferpfad	Vermeidung von Dendritenwachstum → Lokale Überlastung führt zu Lithium-Plating (an Anode, Ursache hier in Kathoden-Design)	Konzentrationspolarisation durch Poren-Inhomogenität	Schichtdickenvarianz der Kathode > 5 µm über 10 cm LängeAlt.: Dicke der Beschichtung variiert	Dickenmessung über die Elektrodenbahn	Verbesserung der Schlitzdüsen-Präzision (Produktvorgabe: Dickentoleranz)	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
41	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	Redoxzentrum ↔ Elektronenpfad	Gleichmäßiges Temperaturfeld der Zelle → Lokale thermische Hotspots am Kontaktübergang	Oxidationsschicht am Übergang	Oxidschichtdicke auf Aluminiumfolie vor Montage > 10 nmAlt.: Falscher Schweißdruck beim Kontaktieren	XPS-Oberflächenanalyse der Folie vor Prozessschritt	Vorgabe einer Reinigungsstufe oder Lagerung in Schutzgas	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
42	Kathoden-Elektroden-Interface Geometrie / Kontakt	NMC-Struktur ↔ Umgebung	Langzeitstabilität des Elektrodenverbunds → Mechanische Gitterdehnung durch Überdruck	Beschleunigte mechanische Degradation bei Überdruck	Stack-Dicke 5.2 mm statt Solldicke 5.0 mmAlt.: Gasung im Modul	Dickenmessung des Elektroden-Separator-Stacks	Einhaltung der Schichtdicken-Summentoleranz	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
43	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Schweißnaht ↔ Ableiterfolie	Widerstandsarme elektrische Leistungsübertragung → Lokale Stromdichtenerhöhung durch verengten stromführenden Querschnitt	Erhöhung des elektrischen Widerstands führt zu Joulescher Wärme	Kontaktfläche der Schweißnaht < 15 mm² bei Sollwert 25-30 mm²Alt.: Materialalterung des Ableiters, Oberflächenkontamination	Mikroskopische Vermessung der Anbindungsfläche im Querschliff	Optimierung der Schweißgeometrie und Anpresskraftsteuerung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
44	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Tab-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Interface	Langzeitstabile elektrische Schnittstelle → Auflösung der Passivierungsschicht unter lokaler Gasentwicklung	Oxidschichtdurchbruch durch Korrosionspotential	Fremdmetallpartikelgehalt im Tab-Material > 50 ppmAlt.: Mechanische Spannungsrisskorrosion	EDX-Analyse der korrodierten Oberfläche nach Zyklenbelastung	Reinheitsgradanforderung für Tab-Material erhöhen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
45	Tab-Kontakt-Schnittstelle Bewegung / Zeit	Ableiterfolie ↔ Übergangsbereich	Dauerfeste mechanische Verbindung → Lokale Rissbildung an der Übergangskante Tab zu Folie	Spannungskonzentration an geometrischen Kerben	Biegeradius an der Übergangszone 0.1 mm statt 0.5 mmAlt.: Thermisches Kriechen durch Eigenwärme	Vibrationsprüfung mit anschließender Rissdetektion	Konstruktive Anpassung des Biegeradius (Verrundung)	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
46	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Tab-Material ↔ Stromfluss	Thermische Zellstabilität → Lokale Hotspots durch unhomogene Stromdichteverteilung	Widerstandsanstieg reduziert Wärmeabfuhr-Effizienz	Tab-Querschnitt 2.5 mm² statt 4.0 mm²Alt.: Erhöhter Innenwiderstand durch Elektroden-Degradation	Infrarot-Thermografie unter 10 C-Rate Entladung	Erhöhung der Leiterquerschnittsfläche	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

8 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 5/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
47	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Schweißnahtgefüge ↔ Metallische Matrix	Dauerkontakt und minimaler Widerstand → Aufweitung des Gefüges führt zu mechanischer Instabilität	Phasenänderungen im Schweißgefüge bei Übertemperatur	Kristallitgröße im Schweißgefüge > 50 µmAlt.: Materialermüdung durch Ausdehnungskoeffizient	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Schweißgefüges	Anpassung der Abkühlrate nach dem Schweißen zur Gefügestabilisierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
48	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Übergangsfläche Tab ↔ Stromkollektor	Duktiler Kontaktverbund → Erhöhter spröder Bruch bei mechanischer Belastung	Diffusion führt zu spröden intermetallischen Phasen	Diffusionsschicht an der Schnittstelle 8 µm durch thermische ProzessüberlastungAlt.: Galvanische Korrosion durch Elektrolytkontakt	EDX-Mapping der Übergangszone	Prozessführung zur Begrenzung der Wärmeeinbringung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
49	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Dichtungskante ↔ Tab	Schutz vor Atmosphäre → Leckagepfad entlang der Tab-Oberfläche	Oberflächenenergie des Tabs zu gering für Benetzung	Oberflächenenergie des Tabs < 38 mN/m (Soll > 45 mN/m)Alt.: Thermische Ausdehnungsdifferenz Dichtung/Tab	Benetzungsmessung (Kontaktwinkel) am Tab-Material	Plasmavorbehandlung des Tabs zur Oberflächenaktivierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
50	Tab-Kontakt-Schnittstelle Signal / Regelung	Kupfer-Tab ↔ Gehäuse	Sicherheit gegen elektrischen Kurzschluss → Gehäusespannung gegen Masse messbar	Durchschlag durch Fehlstellen im Isolator	Durchschlagfestigkeit der Isolationshülse < 500 V (Soll 2000 V)Alt.: Feuchtigkeit im Gehäuse	Hochspannungstest (HiPot) am Modul	Erhöhung der Wandstärke der Isolationshülse	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
51	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Folie ↔ Tab-Übergang	Gasfreie Zellumgebung → Gasausdehnung drückt Tab-Kontakt auseinander	Hydrolyse am Tab bei Feuchtigkeit	Lokale Restfeuchte am Tab-Übergang 80 ppmAlt.: Zersetzung der SEI-Schicht	Karl-Fischer-Titration der Tab-Zone	Vakuumtrocknung der Tab-Zone vor Kapselung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
52	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Schweißnaht ↔ Tab-Kern	Vermeidung lokaler Hotspots → Überhitzung der Kantenbereiche (Skin-Effekt bei Stromstößen)	Stromkonzentration an scharfen Ecken	Kantenradius des Tabs < 0.05 mm (Scharfkantig)Alt.: Ungleichmäßige Anpresskraft während Schweißung	Simulation der Stromdichteverteilung im Tab	Konstruktive Verrundung der Tab-Kanten	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
53	Tab-Kontakt-Schnittstelle Bewegung / Zeit	Al-Tab ↔ Modulverbinder	Dauerhaft niedriger Kontaktwiderstand → Oxidbildung an Kontaktfläche durch Mikrobewegungen	Verschleiß der Kontaktoberfläche durch Mikroschlupf	Anzugsdrehmoment der Verbindung < 2 Nm (Soll 5 Nm)Alt.: Relaxation des Materials	Dauerlaufversuch mit Widerstandsmessung (4-Leiter)	Drehmomentbegrenzte Verschraubung mit Sicherung	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
54	Tab-Kontakt-Schnittstelle Stoff / Materialzustand	Schweißnaht ↔ Materialgefüge	Dauerfeste mechanische Verbindung → Sprödbruch bei mechanischer Biegung	Übermäßige Kornvergrößerung bei Hitze	Rekristallisationsgrad im WEZ-Bereich > 30 %Alt.: Zusammensetzung der Aluminiumlegierung	Härtemessung (Vickers) in der WEZ	Optimierung der Schweißzeit/Leistung zur Begrenzung der WEZ	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
55	Tab-Kontakt-Schnittstelle Geometrie / Kontakt	Tab-Oberfläche ↔ Umgebung	Langzeitkorrosionsschutz → Oxidation des Aluminium-Tabs	Schichtfehlstellen (Poren)	Beschichtungsdicke der Tab-Passivierung 1.2 µmAlt.: Elektrolyt-Leckage von innen	Salzsprühnebeltest an Zellmodul	Prozessparameter für Schichtauftrag anpassen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
56	Tab-Kontakt-Schnittstelle Energie / Druck / Temperatur	Stromableiter ↔ Schweißpunkt	Mechanische Integrität → Rissbildung im Ableiter durch thermische Kontraktion	Eigenspannungen durch ungleichmäßige Abkühlung	Abkühlrate > 100 K/s führt zu Eigenspannungen von 150 MPaAlt.: Falsche Werkstoffwahl	Eigenspannungsmessung mittels Röntgenbeugung (XRD)	Controlled Cooling Profile für die Schweißzone	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
57	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Versiegelungsnaht-Polymer ↔ Aluminium-Barriere	Hermetische Kapselung → Adhäsive Trennung bei mechanischer Belastung	Thermische Instabilität führt zu Delamination	Polymer-Schmelzindex der Versiegelungsschicht außerhalb 5-10 g/10minAlt.: Verschmutzung der Siegelfläche	DSC-Analyse zur Bestimmung des Schmelzpunktes	Materialspezifikation anpassen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
58	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Siegelnaht-Geometrie ↔ Innendruck	Hermetischer Einschluss → Diffusionskanal für Elektrolytgase	Überschreiten der kritischen Diffusionsrate durch Untermaß	Nahtbreite 2.2 mm statt >= 4.0 mmAlt.: Versprödung der Siegelschicht	Optische Vermessung der Siegelnahtbreite	Konstruktive Festlegung der Nahtbreite im CAD	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

9 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 6/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
59	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Folien-Oberfläche ↔ Elektrolyt-Benetzung	Strukturintegrität → Materialerweichung und Dickenänderung	Diffusion des Elektrolyten in die Polymermatrix	Vernetzungsdichte der Siegelschicht zu geringAlt.: Elektrolytzusammensetzung aggressiv	Quellungsversuch in Elektrolyt	Materialspezifikation für Elektrolytresistenz	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
60	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Alu-Folie ↔ Biegeradius	Barriereerhalt → Mikrorisse in der Aluminiumschicht	Plastische Dehnung über Bruchdehnungsgrenze	Biegeradius der Pouchkante 0.2 mm statt >= 0.5 mmAlt.: Korrosion durch Feuchtigkeit	REM-Analyse der Pouchkante	Formgestaltung des Gehäusewerkzeugs	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
61	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Tab-Ausführung ↔ Versiegelungsnaht	Vollständige Kapselung → Spaltbildung an der Tab-Durchführung	Verringerung der Dichtlänge bei lokaler Zugbelastung	Sealant-Dicke an Tab-Übergang 100 Mikrometer statt >= 130 MikrometerAlt.: Versiegelungstemperatur ungeeignet	Schnittbildanalyse	Anpassung der Tab-Dichtgeometrie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
62	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Pouch-Innenraum ↔ Gasdruck	Druckstabilität → Plastische Aufwölbung der Folie	Überschreiten der Kriechgrenze durch Gasbildung	Elastizitätsmodul der Verbundfolie < 500 MPaAlt.: Elektrolytzersetzung erhöht	Druck-Dehnungs-Test	Materialänderung der Folie	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
63	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Sealant-Matrix ↔ Feuchtigkeitsdiffusion	Chemische Stabilität → Anstieg von LiOH im Innenraum	Diffusion durch Fehlstellen in der Polymerstruktur	Kristallinitätsgrad der Siegelschicht < 40 ProzentAlt.: Versiegelung undicht	WVTR-Messung	Optimierung der Polymerkristallinität	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
64	Pouch-Kapselung Stoff / Materialzustand	Folien-Schichtverbund ↔ Mechanische Spannung	Mechanische Verbundstabilität → Interlaminares Delaminieren	Schubspannung übersteigt Haftkraft	Adhäsionspromotor-Konzentration in Verbindungsschicht zu niedrigAlt.: Unzureichende Vorbehandlung	Schälversuch nach ISO 8510	Prozessfreigabe des Materiallieferanten	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
65	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Versiegelungsnaht ↔ Thermische Belastung	Nahtfestigkeit → Erweichung der Naht bei 80 Grad Celsius	Übergang in den viskosen Zustand	Polymer-Glasübergangstemperatur < 90 Grad CelsiusAlt.: Lokale Überhitzung	DMA-Messung (Dynamisch-Mechanische Analyse)	Einsatz von höhertemperaturfesten Polymeren	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
66	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Folien-Innenoberfläche ↔ Elektrolyt	Langzeitstabilität → Lokale Elektrolyt-Reaktivität an rauen Stellen	Vergrößerung der Angriffsfläche durch Rauheit	Oberflächenrauheit der Innenfolie Ra > 1.5 MikrometerAlt.: Partikelkontamination	Konfokale Mikroskopie	Oberflächenspezifikation im Datenblatt	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
67	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Pouch-Folie ↔ Zellstapel	Schutz der Zellintegrität → Scheuerstellen am Pouch	Stick-Slip-Effekte führen zu mechanischem Abtrag	Reibbeiwert der Außenbeschichtung > 0.3Alt.: Falsche Fixierung im Modul	Tribometer-Test	Optimierung der Oberflächenbeschichtung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
68	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Aluminium-Schicht ↔ Korrosionsmedium	Barriere-Erhalt → Lochfraßkorrosion	Durchbruch der Schutzschicht durch Korrosion	Passivierung der Alufolie unzureichend (zu geringe Schichtdicke)Alt.: Mechanische Beschädigung	Elektrochemische Impedanzspektroskopie	Beschaffungsvorgabe	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
69	Pouch-Kapselung Geometrie / Kontakt	Versiegelungsnaht ↔ Zugbelastung	Integrität der Pouchzelle → Nahtriss bei Modul-Ausdehnung	Rissbildung an der Nahtwurzel	Naht-Zugfestigkeit < 40 N/cmAlt.: Temperaturspannungen	Zugversuch an der Nahtprobe	Festlegung der Mindestzugfestigkeit im Design	H2 · indirekt belegt	Gesperrt bis H3
70	Pouch-Kapselung Energie / Druck / Temperatur	Polymerschicht ↔ Innendruck-Signal	Stabile Zellform → Hohe Verformung bei geringem Druck	Geometrische Instabilität führt zu Signalrauschen im Drucksensor	Steifigkeit der Pouchfolie zu niedrig (E-Modul < 300 MPa)Alt.: Drucksensor defekt	Steifigkeitsprüfung	Anpassung der Folien-Materialzusammensetzung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
71	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Druckplatte ↔ Zelloberfläche	Erhalt des Schichtverbunds und Minimierung des Innenwiderstands → Lokaler Druckabfall unter 5 N/cm2 führt zu Delamination	Reduzierte Biegesteifigkeit führt zu ungleichmäßiger Druckverteilung	Wandstärke der Druckplatte 1.5 mm statt 2.2 mmAlt.: Zellschwellung durch Gasbildung übersteigt Gehäusekapazität	FEM-Simulation der Plattenbiegung unter Last	Erhöhung der Steifigkeit durch Rippenstruktur	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

10 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 7/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
72	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Wärmeleitpad ↔ Zellgehäuse	Homogenes Temperaturfeld unter 45 Grad Celsius → Lufteinschluss am Wärmeleitpad reduziert Wärmetransport	Gasbildung bei Überhitzung durch unzureichende Anpresskraft	Oberflächenrauheit des Wärmeleitpads 50 µm statt 10 µmAlt.: Verschmutzung des Kühlbodens verhindert direkten Kontakt	Messung des thermischen Übergangswiderstands	Spezifikation der Oberflächengüte und Viskosität	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
73	Zell-Modul-Verbund Bewegung / Zeit	Zellgehäuse ↔ Modulgehäuse	Integrität der Pouch-Kapselung → Scheuerstellen an der Pouchfolie durch fehlende Dämpfung	Dynamische Kraftspitzen bei Resonanzbelastung	Shore-Härte des Puffers 40 Shore A statt 70 Shore AAlt.: Zu geringe Vorspannung im Modulstapel	Vibrationstest nach ISO 16750	Materialanpassung der Entkopplungselemente	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
74	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Tab-Kontakt ↔ Zellverbinder	Effiziente Leistungsübertragung → Lokale Erwärmung durch hohen Widerstand	Oxidschichtbildung durch eingeschlossene Feuchtigkeit	Kontamination der Schweißfläche mit 5 mg/cm2 ElektrolytrestAlt.: Falsche Legierung des Stromverbinders	Rasterelektronenmikroskopische Analyse des Tabs	Reinigungsprozess und Versiegelung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
75	Zell-Modul-Verbund Umgebung	Pouch-Kante ↔ Gehäusedurchbruch	Verlustfreier Einschluss des Elektrolyten → Mechanische Spannung in Pouch-Falte bei 45 Grad	Zugbelastung der Pouch-Folie über die Streckgrenze	Gehäusetoleranz der Modulöffnung 100 mm statt 105 mmAlt.: Zellaufbau zu dick für Bauraum	CAD-Toleranzkettenanalyse und Temperaturzyklustest	Anpassung der Gehäusetoleranzen	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
76	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Kühlmedium ↔ Kühlplatte	Thermische Stabilität der Zelle → Turbulente Strömung mit Druckverlust	Materialabtrag an Kanalwänden durch Kavitation	Querschnitt des Kühlkanals 5 mm2 statt 12 mm2Alt.: Lufteinschluss im Kühlkanal	Strömungssimulation (CFD)	Geometrische Anpassung des Kanalquerschnitts	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
77	Zell-Modul-Verbund Stoff / Materialzustand	Zellstapel ↔ Druckplatte	Stabile elektrische Kontaktierung der Aktivschichten → Abfall der Federkraft durch plastisches Fließen	Molekulare Umlagerung im Polymermaterial der Druckplatte	E-Modul des Federstahls 180 GPa statt 210 GPaAlt.: Zellaufbau schrumpft aufgrund interner Degradation	Langzeit-Kriechversuch unter Last	Materialwahl Federstahl 1.4310	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
78	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Zellgehäuse ↔ Modulgehäuse	Thermische Kopplung → Delamination des Klebers von der Zelloberfläche	Diffusion von Elektrolyt-Resten an der Grenzfläche	Oberflächenenergie der Pouch-Folie 30 mN/m statt 45 mN/mAlt.: Falsche Oberflächenvorbehandlung (Plasma)	Tensiometrische Messung der Oberflächenenergie	Plasma-Aktivierung in der Vorbereitung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
79	Zell-Modul-Verbund Signal / Regelung	Temperatursensor ↔ Zelloberfläche	Thermisches Management und Sicherheit → Verfälschtes Signal durch Ansprechverzögerung	Wärmewiderstand in der Vergussmasse des Sensors	Schichtdicke der Wärmeleitpaste über Sensor 2.0 mm statt 0.5 mmAlt.: Sensor-Selbsterwärmung	Ansprechzeitmessung (t90)	Konstruktive Fixierung der Sensorhöhe	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
80	Zell-Modul-Verbund Geometrie / Kontakt	Zellverbinder ↔ Zell-Tab	Langfristige Betriebsfestigkeit → Erhöhter Kontaktwiderstand durch Rissfortschritt	Kerbwirkung an Schweißnahtanfang	Nahtgeometrie-Kerbradius 0.05 mm statt 0.2 mmAlt.: Materialversprödung durch hohe Schweißwärme	Schliffbildanalyse und Zugfestigkeitsprüfung	Optimierung Schweißparameter Laser	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
81	Zell-Modul-Verbund Stoff / Materialzustand	Zellgehäuse ↔ Umgebung	Erhalt der Zellchemie → Elektrolytdegradation durch Wasseraufnahme	Hydrolyse der Dichtung bei thermischer Belastung	Shore-Härte der Dichtung 30 Shore A statt 60 Shore AAlt.: Undichtigkeit am Kabeldurchbruch	Dichtigkeitsprüfung (Helium-Lecktest)	Dichtungsmaterialauswahl und Kompressionsvorgabe	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
82	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Zelloberfläche ↔ Wärmeleitpad	Homogene Alterung des Zellstapels → Lokale Überhitzung (Hotspot) an Randzellen	Wärmestau durch schlechten thermischen Kontakt bei Randzellen	Lagegenauigkeit der Zellen 5 mm statt 1 mmAlt.: Unzureichende Kühlmittelmenge im Modul	Thermographische Messung	Einbauhilfe für exakte Zellpositionierung	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3
83	Zell-Modul-Verbund Energie / Druck / Temperatur	Modulrahmen ↔ Zell-Zell-Isolator	Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse → Durchscheuern der Isolierfolie	Lokale Druckspitzen überschreiten Durchschlagfestigkeit	Radius der Gehäusekante 0.1 mm statt 1.0 mmAlt.: Grat am Modulrahmen	Visuelle Prüfung und Isolationsmessung (HiPot)	Entgratungsprozess am Gehäuse	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

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Wirkprinzip-Analyse · Fehlerursachen & Nachweise

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

11 / 13

Status

Entwurf

Fehlerursachen 8/8

Nr.	Station / Hebel	Wirkstelle	Soll- → Ist-Wirkung	Störmechanismus	Fehlerursache	Nachweis	Absicherung	Stufe	FMEA-Übergabe
84	Zell-Modul-Verbund Bewegung / Zeit	Zellstapel ↔ Modulgehäuse	Strukturintegrität der Zelle → Verbiegung der Zelle (Cell bulging) bei Volllast	Überbelastung der Pouch-Hülle durch mangelnden Ausdehnungsraum	Montage-Vorspannmoment 25 Nm statt 15 NmAlt.: Zell-Aufdickung während Lebensdauer falsch berechnet	Drehmoment-Protokoll und Zell-Dickenmessung	Begrenzung des Anzugsmoments bei Montage	H1 · plausibel	Gesperrt bis H3

Seite 11 / 13

Wirkprinzip-Analyse · Ergebnisanalyse und Ursachenbild

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

12 / 13

Status

Entwurf

WPA · Ergebnis und Entscheidung

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Vom sichtbaren Fehler zurück an die Wirkstelle: Was ist Beobachtung, welcher Mechanismus ist plausibel und welcher Versuch entscheidet zwischen konkurrierenden Erklärungen?

Entscheidungsstatus

Nachweise noch offen

0 ausreichend belegte · 84 offene Ursachenhypothesen

Ursachenbild · Wirkhebel

Die Matrix zeigt, in welchen Prozessstationen und Wirkhebeln Ursachenhypothesen dokumentiert sind – Häufigkeit ist kein Kausalitätsnachweis.

Station / Entstehungsort	Stoff / Materialzustand	Energie / Druck / Temperatur	Bewegung / Zeit	Geometrie / Kontakt	Signal / Regelung	Umgebung	Σ
Anoden-Elektroden-Interface	6	5	1	2	·	·	14
Separator-Membran-Transfer	3	4	1	6	·	·	14
Kathoden-Elektroden-Interface	4	2	2	5	1	·	14
Tab-Kontakt-Schnittstelle	3	4	2	4	1	·	14
Pouch-Kapselung	3	4	·	7	·	·	14
Zell-Modul-Verbund	2	5	2	3	1	1	14

Ursachen verständlich erklären und prüfen

ZU PRÜFENDE HYPOTHESE · H1 · plausibel

WirkstelleGraphitpartikel ↔ Elektrolyt

1 · So sollte es funktionierenBildung einer passivierenden Grenzschicht

2 · So könnte die Wirkung kippenLückenhafte SEI lässt Elektrolyt zersetzen

3 · Mögliche Fehlerursache (nicht automatisch bewiesen)Graphit-Partikeloberfläche weist Fremdpartikelkonzentration > 50 ppm auf

4 · Alternative ErklärungErhöhte Temperatur führt zu lokaler Auflösung

5 · Messung oder GegenversuchREM-EDX Analyse der Anodenoberfläche

ZU PRÜFENDE HYPOTHESE · H2 · indirekt belegt

WirkstelleGraphitpartikel ↔ Kupferfolie

1 · So sollte es funktionierenElektronische Anbindung des Aktivmaterials

2 · So könnte die Wirkung kippenBinder-Migration reduziert Kontaktflächen

3 · Mögliche Fehlerursache (nicht automatisch bewiesen)Binderkonzentration an der Stromsammler-Interfacefläche beträgt < 1 Prozent

4 · Alternative ErklärungOxidation der Kupferoberfläche

5 · Messung oder GegenversuchQuerschliff-Analyse mit EDX-Mapping

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Wirkprinzip-Analyse · Entscheidung, TRIZ / FMEA / 8D

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Art

Produkt-/Konstruktions-WPA

Datum

7.11.2026

Blatt

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Status

Entwurf

WPA · Ergebnis und Entscheidung

WPA Lithium-Ionen-Pouchzelle im Fahrzeugmodul

Vom sichtbaren Fehler zurück an die Wirkstelle: Was ist Beobachtung, welcher Mechanismus ist plausibel und welcher Versuch entscheidet zwischen konkurrierenden Erklärungen?

Entscheidungsstatus

Nachweise noch offen

0 ausreichend belegte · 84 offene Ursachenhypothesen

TRIZ · FMEA · 8D – methodischer Anschluss

TRIZ – ideale Wirkung

Noch offen: den entscheidenden Wirkungswiderspruch formulieren.

FMEA – Risikoannahmen

Fehlfunktion und Fehlerfolge aus dem Wirkungsmodell ableiten. Ursachenhypothesen als ungeprüft markieren; Wirksamkeitsbehauptungen und Risikobewertungen nicht erfinden.

8D – Entstehung und Escape Point

Ursache der Entstehung und Ursache der Nichtentdeckung getrennt nachweisen. Gegenversuch und Reproduktion festhalten.

Vom Befund zur Absicherung

01 · Offene Fragen

84 Ursachenhypothesen brauchen einen belastbaren Nachweis und gegebenenfalls eine Gegenprobe.

02 · Fachliche Prüfung

Wirkprinzip, Messmethode, Alternative und tatsächliche Prozessbedingungen gemeinsam gegenprüfen.

03 · Transfer

Nur ausreichend belegte Ursachen in FMEA, Prüfplan oder Control Plan übernehmen und Wirksamkeit nachverfolgen.

Analyse erstellt / Datum

Fachliche Prüfung / Datum

Freigabe für den Transfer / Datum

WPA · Wirkprinzip verstehen · Ursache prüfen · Wirkung absichern0 belegte / 84 offene Ursachen

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