Feststoff-Kathoden für zukünftige Hochenergie-Batterien

Ziel und Inhalt des Verbundvorhabens ist die funktionsseitige und verfahrenstechnische Entwicklung einer Feststoff-Kathode für Hochenergie-Batteriezellen. Dies beinhaltet die Konditionierung (z. B. mehrstufige Vor-Agglomeration, Granulierung, Oberflächenbeschichtung etc.) der Kathodenkomponenten ebenso wie die strukturelle und elektrochemische Analyse der erzeugten Komposite, deren Daten in ein Strukturmodell einfließen. Das angestrebte Zelldesign und der Testaufbau sind ein hochvoltstabiler und zu hohen Lade-/Entladeraten fähiger Kathoden-Komposit in Kombination mit einer Lithium-Metallanode.

Das Projektvorhaben gliedert sich in drei Arbeitsschwerpunkte mit den folgenden Zielsetzungen:

Modellbildung zu Elektrodenstruktur/-morphologie und Struktur-Eigenschaftbeziehungen: Ziel ist die modellhafte Erfassung und Optimierung der elektrischen und ionischen Leitpfade im Festelektrodenkomposit über einen doppelt-gyrogenen Struktur-Ansatz, der die Berechnung optimaler Volumenanteile und Strukturdimensionen für die Komponenten ermöglicht. Die weitere Verknüpfung der Strukturparameter mit den Materialparametern ermöglicht die Kompositeigenschaften und damit die Leistungsfähigkeit des Komposits abzubilden.

Kathoden-Kompositentwicklung (Labormaßstab): Inhalt des Arbeitspakets ist die Auswahl der Materialien, die Entwicklung der Kathodenrezeptur sowie die dafür erforderliche Prozessroute. Ziel ist es, ein Elektrodenkomposit durch Misch- und Dispergierverfahren ohne Lösemitteleinsatz darzustellen und die Partikelverteilung auf mikro- und nanoskaliger Ebene zu kontrollieren. Die Halbzellentests orientieren sich an den Anforderungen für automobile Applikationen.

Prozessentwicklung (Technikum BLB): Zielführende Kompositrezepturen werden auf kosteneffiziente und ressourcensparende Fertigungsaggregate übertragen. Zentrum der Aktivitäten wird das Technikum des BLB der TU-Braunschweig sein, das die benötigte Infrastruktur für Elektrodenherstellung und Testzellen bietet.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&s=14&id=4263468&q=feskabat&v=10 (jüngster Zugriff: 21.06.2017)