Quasi-All-Solid-State Lithium-Schwefel-Batterie mit gesteigerter Sicherheit, Energiedichte sowie Effizienz und Zyklenfestigkeit

Im Rahmen des beantragten Forschungsprojekts wird angestrebt, auf Basis der im kürzlich abgeschlossenen BMWi-Projekt mit dem Förderkennzeichen 03ET6084 entwickelten Teilkomponenten einer Lithium-Schwefel-Flow-Batterie einen neuen Gesamtzellaufbau zu realisieren, welcher eine hohe Energiedichte erzielt und die Sicherheit, Energieeffizienz und Zyklenfestigkeit weiter verbessert. Der aufgezeigte Lösungsweg umfasst

1. die Entwicklung einer galvanisch abgeschiedenen, polymergeschützten Lithium-Anode auf einem mikrostrukturierten metallischen Stromsammlersubstrat,

2. die Modifizierung eines Separators (auf Basis des BMWi-Projekts 03ET6084) mit Gel-Elektrolyt-Zusatz und

3. die Entwicklung einer kompositgalvanogeformten Kathode, bestehend aus Verbundpartikeln (schwefelbeladene, hochporöse und katalysatorfunktionalisierte Trägerpartikel auf Basis des BMWi-Projekts 03ET6084), eingebettet in einer Ni-Matrix.

Zusammenfassend sollen sich durch das SolidS-Konzept folgende wissenschaftlich-technische Vorteile ergeben, welche gleichermaßen die primären Projektziele darstellen:

• Verbesserung der Batteriesicherheit, Erhöhung der Energiedichte und spezifischen Energie der Batterie

• reduzierte Grenzflächenwiderstände und erhöhte mechanische Belastbarkeit, Verbesserung der Anoden- und Kathodenkinetik und dadurch Verbesserung der Energieeffizienz

-verbesserte Polysulfidrückhaltung und daraus resultierend eine erhöhte Zyklenfestigkeit und Lebensdauer und Verbesserung der Aktivmaterialzugänglichkeit gegenüber einem reinen Festkörperelektrolyten.

Quelle: https://myotis.fit.fraunhofer.de/enargus/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=%2201202942/1%22&v=10&id=8497169 (jüngster Zugriff: 13.08.2024)