Elektrochemische Herstellung nanostrukturierter Zinnoxidelektroden für Energiespeicher

Das Projekt zielt auf die Entwicklung von nanostrukturiertem Zinnoxidelektroden als alternatives Anodenmaterial für Lithiumionenbatterien ab. Zinn (1000 mAh g-1) sowie Zinnoxid (1500 mAh g-1) haben eine hohe spezifische Kapazität. Problematisch ist die Volumenausdehnung des Materials im Betrieb und die daraus resultierende rasche Degradation. Von der morphologische Nanostrukturierung wird eine erhöhte Toleranz in Bezug auf die periodischen Volumenänderungen infolge der Lade-/Entladevorgänge erwartet. Der Entwicklungsansatz besteht in der Kombination von galvanischer Abscheidung von Zinn direkt auf dem potentiellen Stromsammler und der anschließenden elektrolytischen Oxidation zu Zinnoxid. Die Verfahrenskombination bietet im Erfolgsfall ein hohes Skalierungspotential für zukünftige Massenfertigung. Das Vorhaben beinhaltet die Evaluierung geeigneter Elektrolyte zur Zinnabscheidung und anschließenden elektrolytischen Oxidation sowie die Variation des Zinngefüges und der Oxidmorphologie über elektrochemische Prozessgrößen. Die so entwickelten Elektroden werden hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit in elektrochemischen Halb- und Vollzellen getestet und materialdiagnostisch charakterisiert. Erste Untersuchungen bestätigten die Herangehensweise und führten zu nanoporösen Zinnoxidschichten mit vielversprechenden Ergebnissen hinsichtlich der erreichbaren gravimetrischen Kapazität.

Quelle: https://www.dgo-online.de/forschung/laufende-forschungsprojekte/igf-vorhaben/details-1/elektrosnox (jüngster Zugriff: 29.10.2024)