Aufklärung der Alterungsmechanismen neuartiger Kathodenaktivmaterialien via operando-XAS/XES

In diesem Projekt sollen die Alterungsmechanismen neuer Kathodenaktivmaterialien (KAM) aufgeklärt werden; ausgehend von heute verwendeten Ni-reichen (Ni+Co+Mn) NCMs liegt der Fokus auf kostengünstigeren und potentiell kobaltfreien und Li- und Mn-reichen NCMs (LMRNCMs). Die Auflösung der KAM Übergangsmetalle (ÜM) und deren Abscheidung auf der Graphit- oder Silizium-Anode wurde als limitierender Prozess identifiziert, ohne jedoch die zugrundeliegenden Mechanismen im Detail zu verstehen. Dieser Prozess kann nur durch Untersuchungen unter realen Betriebsbedingungen aufgeklärt werden. Die notwendige operando Charakterisierung erfordert eine signifikante Weiterentwicklung der Messmethodik im Hinblick auf die Kompatibilität der Analytik- zur operando Probenumgebung.

Im Mittelpunkt des Projektes steht die Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der Stabilität von Ni‐reichen NCMs, die für den Einsatz in Hochenergie‐Batterien vorgesehen sind, sowie von Li‐ und Mn‐reichen KAMs, die nicht nur eine Reduzierung der Materialkosten ermöglichen sondern auf Basis von experimentellen Befunden mittelfristig auch als Kobalt‐freie Materialien hergestellt werden können und somit eine nachhaltige und kostengünstige Herstellung von Kathodenaktivmaterialien für Lithiumionenbatterien versprechen, was zur Umsetzung des „grünen Batterie“‐Konzeptes beiträgt.

Quelle: https://www.aqua-cluster.de/de/projekte/operaxx/ (jüngster Zugriff: 14.09.2023)