Materialentwicklung und -bewertung

Thema

LiNi0,5Mn1,5O4 hergestellt mit unterschiedlicher Morphologie.

Geeignete aktive und inaktive Materialien (Klebstoffe, Separatoren, Gehäuse) sind Voraussetzung für neue Zellkonzepte. Um langlebige und zyklenfeste Batterien mit hoher Energie- und/oder Leistungsdichte zu ermöglichen, die darüber hinaus kostengünstig und sicher sind, müssen diverse Batteriematerialien verstanden und mit ihren unterschiedlichen material- und elektrochemischen Eigenschaften aufeinander abgestimmt, optimiert und für die jeweilige Anwendung angepasst werden.

In der Arbeitsgruppe »Zellkonzepte« besteht eine umfassende Bewertungskompetenz, um die Eignung unterschiedlicher Komponenten zu untersuchen. Insbesondere die Charakterisierung der Performanceeigenschaften von Aktivmaterialien durch den Aufbau von Testzellen und eine elektrochemische Bewertung (Performance, Langzeittest) ist ein wesentlicher Arbeitsschwerpunkt. Neben Materialien unterschiedlicher kommerzieller Hersteller wurden in der Vergangenheit auch neue Materialien und Materialien aus Recyclingprozessen bewertet.

Basis hierfür sind eigene Synthesearbeiten oder auch Kooperationen. So erfolgten beispielsweise Arbeiten zur optimierten Synthese von LiNi0,5Mn1,5O4. Dieses Hochvoltkathodenmaterial de- und interkaliert Lithium bei einer Spannung von 4,7 V, wobei es zu Nebenreaktionen mit dem flüssigen Elektrolyten kommt. Um diese zu verringern und um die Bildung einer geeigneten Grenzfläche zu neuartigen Festelektrolyten zu ermöglichen, werden Morphologie, spezifische Oberfläche und Partikelgrößenverteilung aufeinander angepasst.

 

Leistungsangebot

 

  • Bewertung von Batteriematerialien hinsichtlich Eignung und Eigenschaften
  • Benchmarking von Aktivmaterialien
  • Entwicklung von Rückgewinnungskonzepten insbesondere für Aktivmaterialien
  • Anpassung von Kathodenmaterialien zur Optimierung ihrer elektrochemischen Eigenschaften