Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Beschreibung des Vorhabens
Die größte Herausforderung für eine nachhaltige Energieversorgung sind effiziente und sichere, ökologisch und ökonomisch robuste Speichertechnologien. Grundsätzlich erscheint die Lithiumionentechnologie für diese Anforderungen gut geeignet. Allerdings ist deren Ausbreitung in die Bereiche der Elektromobilität und der stationären Speicherung regenerativer Energien vor allem durch Sicherheitsrisiken und geringe Leistungsdichten eingeschränkt. Ein aktueller Trend besteht in der Verwendung sogenannter Mischinterkalationselektroden in denen ein Mix mehrerer Li-Interkalationsverbindungen zum Einsatz kommt. Die Idee besteht darin, individuelle Nachteile einzelner Bestandteile zu kompensieren bzw. synergetische Effekte zu erzielen. Weiterhin ist es vorstellbar, durch den Einsatz bestimmter Materialien, Mischungsverhältnisse und geometrischer Anordnungen, Eigenschaften oder Funktionalitäten wie Über- u./o. Tiefenentladungsschutz, Mechanismen zur Eindämmung des thermischen Durchgehens oder unkomplizierte Ladezustandsüberwachung zu erzielen. Obwohl erste Ansätze zu Mischinterkalationselektroden vielversprechende Ergebnisse zeigen, sind grundlegende Untersuchungen zum Zusammenwirken mehrerer Materialien nur unzureichend vorhanden. Ein tieferes Verständnis der elektrochemischen und thermischen Vorgänge sowie des Einflusses der individuellen Komponenten, des Mischungsverhältnisses und der geometrischen Anordnung könnte zu einer gezielten Implementierung spezifischer Funktionalitäten dienen. Im Rahmen des Projekts i-Mike soll ein innovativer Untersuchungsansatz genutzt werden, ein detailliertes Verständnis von Mischinterkalationselektroden aufzubauen. Auf Grundlage der Ergebnisse werden Demonstratoren mit spezifischen Funktionalitäten hergestellt. Mit optimierten Elektroden können bspw. eine höhere Sicherheit und Effizienz erreicht und die Anforderungen an das thermische Management verringert werden.
Finanzierung
Finanziert aus Mitteln der Europäischen Union und des Freistaates Sachsen.
Projektzeitraum
01.09.2018 – 28.02.2021
